秸秆气化技术工程评估.pdf
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1、秸秆气化工程技术评估秸秆气化工程技术评估秸秆气化工程技术评估秸秆气化工程技术评估秸秆气化工程技术评估秸秆气化工程技术评估秸秆气化工程技术评估秸秆气化工程技术评估刘庆玉刘庆玉刘庆玉刘庆玉刘庆玉刘庆玉刘庆玉刘庆玉沈阳农业大学沈阳农业大学沈阳农业大学沈阳农业大学汇报内容汇报内容汇报内容汇报内容一一、秸秆气化技术概述秸秆气化技术概述一一、秸秆气化技术概述秸秆气化技术概述一一、秸秆气化技术概述秸秆气化技术概述一一、秸秆气化技术概述秸秆气化技术概述二、项目情况介绍二、项目情况介绍二、项目情况介绍二、项目情况介绍三、项目结果分析三、项目结果分析三、项目结果分析三、项目结果分析四四、项目效益分析项目效益分析四
2、四、项目效益分析项目效益分析四四、项目效益分析项目效益分析四四、项目效益分析项目效益分析五五、存在的问题及建议存在的问题及建议五五、存在的问题及建议存在的问题及建议五五、存在的问题及建议存在的问题及建议五五、存在的问题及建议存在的问题及建议一一、秸秆气化技术概述秸秆气化技术概述一一、秸秆气化技术概述秸秆气化技术概述一一、秸秆气化技术概述秸秆气化技术概述一一、秸秆气化技术概述秸秆气化技术概述1、引言、引言气化技术是将农林废弃物在缺氧或厌氧条气化技术是将农林废弃物在缺氧或厌氧条气化技术是将农林废弃物在缺氧或厌氧条气化技术是将农林废弃物在缺氧或厌氧条件下,经过热化学反应,生成件下,经过热化学反应,生
3、成CH4、CO、H 等可燃气体等可燃气体用于农村居民的炊事及采暖用于农村居民的炊事及采暖H2等可燃气体等可燃气体,用于农村居民的炊事及采暖用于农村居民的炊事及采暖,亦可用于发电。,亦可用于发电。该技术使秸秆在作为燃料使用时的热效该技术使秸秆在作为燃料使用时的热效率大大提高率大大提高,使能量得到更充分地利用使能量得到更充分地利用,并并率大大提高率大大提高,使能量得到更充分地利用使能量得到更充分地利用,并并减少了环境污染,对开展节能减排具有重要减少了环境污染,对开展节能减排具有重要的意义的意义的意义的意义。引言引言1、引言引言上上世纪世纪90年代年代,在国家支持下曾在山在国家支持下曾在山世纪世纪年
4、代年代,在国家支持下曾在山在国家支持下曾在山东和河南两省进行了“秸秆气化集中供气东和河南两省进行了“秸秆气化集中供气工程工程”试点建设试点建设,但终因技术但终因技术、系统配置系统配置工程工程试点建设试点建设,但终因技术但终因技术、系统配置系统配置等问题曾一度中断。等问题曾一度中断。随着随着“新农村新农村“建设建设以村为单元的以村为单元的随着随着新农村新农村建设建设,以村为单元的以村为单元的“秸秆气化集中供气工程”近年来在全国“秸秆气化集中供气工程”近年来在全国相继展开相继展开相继展开相继展开。截至。截至2007年底,全国已建设了秸秆集年底,全国已建设了秸秆集中供气站中供气站886处处其中辽宁省
5、累计建其中辽宁省累计建264处处中供气站中供气站886处处。其中辽宁省累计建其中辽宁省累计建264处处。1、引言、引言根据农业部根据农业部农业生物质能产业发展规划农业生物质能产业发展规划根据农业部根据农业部农业生物质能产业发展规划农业生物质能产业发展规划(2007-2015):):到到2010年,结合解决农村基本能源需要和年,结合解决农村基本能源需要和改变农村用能方式改变农村用能方式全国建成全国建成1000处左右秸秆处左右秸秆改变农村用能方式改变农村用能方式,全国建成全国建成1000处左右秸秆处左右秸秆气化集中供气站,年产秸秆燃气气化集中供气站,年产秸秆燃气3.65亿立方米。亿立方米。到到20
6、15年,建成年,建成2000处左右秸秆气化集处左右秸秆气化集中供气站中供气站,年产秸秆燃气年产秸秆燃气7.3亿亿立立方米方米。中供气站中供气站,年产秸秆燃气年产秸秆燃气亿方米亿方米2技术原理技术原理2、技术原理技术原理下吸式气化炉气化原理3工艺流程工艺流程3、工艺流程工艺流程系统组成系统组成切碎机切碎机上料装置上料装置气化炉气化炉旋风分离器旋风分离器冷冷系统组成系统组成:切碎机切碎机、上料装置上料装置、气化炉气化炉、旋风分离器旋风分离器、冷冷却器、过滤器、风机、水封器、贮气罐等组成。却器、过滤器、风机、水封器、贮气罐等组成。4、存在问题:、存在问题:1、燃气热值低、燃气热值低2焦油含量高焦油含
7、量高焦油会堵塞焦油会堵塞污染和腐蚀污染和腐蚀2、焦油含量高焦油含量高焦油会堵塞焦油会堵塞、污染和腐蚀污染和腐蚀燃气管道、燃气灶具燃气管道、燃气灶具(1)(1)焦油产生原因焦油产生原因焦油产生原因焦油产生原因5 5、焦油去除技术简介、焦油去除技术简介、焦油去除技术简介、焦油去除技术简介(1)(1)焦油产生原因焦油产生原因焦油产生原因焦油产生原因在气化过程中,随着热量的投入,生物在气化过程中,随着热量的投入,生物质温度不断升高质温度不断升高质温度不断升高质温度不断升高。当温度升到当温度升到200时时,生物质开始热解生物质开始热解,当温度升到当温度升到时时,生物质开始热解生物质开始热解,并有焦油产生
8、。并有焦油产生。随着温度的升高随着温度的升高热解产物的焦油增加热解产物的焦油增加随着温度的升高随着温度的升高,热解产物的焦油增加热解产物的焦油增加,当温度达到,当温度达到500时,焦油的含量达到最高。时,焦油的含量达到最高。温度继续升高伴随着停留时间的增长,当温度继续升高伴随着停留时间的增长,当温度达到温度达到600以后,焦油会从液态转化为气以后,焦油会从液态转化为气态态,并发生热解并发生热解,焦油的含量呈下降趋势焦油的含量呈下降趋势。态态,并发生热解并发生热解,焦油的含量呈下降趋势焦油的含量呈下降趋势。在秸秆气化过程中,焦油的最终含量与气化炉在秸秆气化过程中,焦油的最终含量与气化炉结构和气体
9、后期处理工艺有关结构和气体后期处理工艺有关。结构和气体后期处理工艺有关结构和气体后期处理工艺有关。在逆流式气化工艺中,即:气化原料由气化在逆流式气化工艺中,即:气化原料由气化炉上部加入炉上部加入气化剂由下部送风口进入气化剂由下部送风口进入热解过热解过炉上部加入炉上部加入,气化剂由下部送风口进入气化剂由下部送风口进入。热解过热解过程中生成的含有焦油的挥发分未经过高温区发生程中生成的含有焦油的挥发分未经过高温区发生裂解裂解燃气中的焦油含量较高燃气中的焦油含量较高裂解裂解,燃气中的焦油含量较高燃气中的焦油含量较高。在顺流式工艺中气化原料和气化剂均由气化炉。在顺流式工艺中气化原料和气化剂均由气化炉上部
10、送入,燃气从下部引出,燃气中的干馏产物在经过高温燃烧区时会发生裂解,故燃气中焦油含量上部送入,燃气从下部引出,燃气中的干馏产物在经过高温燃烧区时会发生裂解,故燃气中焦油含量较低。较低。总的看来总的看来最终还是由于温度的影响最终还是由于温度的影响导致导致总的看来总的看来,最终还是由于温度的影响最终还是由于温度的影响,导致导致焦油的含量不同。焦油的含量不同。(2)(2)焦油去除技术焦油去除技术焦油去除技术焦油去除技术(2)(2)、焦油去除技术焦油去除技术、焦油去除技术焦油去除技术秸秆气化焦油去除技术主要可分为:湿式除焦法干式除焦法干式除焦法催化裂解法催化裂解法热裂解法湿式除焦法湿式除焦法湿式除焦法
11、湿式除焦法湿式除焦法湿式除焦法湿式除焦法湿式除焦法湿式除焦法又称为水洗法湿式除焦法又称为水洗法,是秸秆气化燃气是秸秆气化燃气湿式除焦法又称为水洗法湿式除焦法又称为水洗法,是秸秆气化燃气是秸秆气化燃气净化技术中最普遍的方法。净化技术中最普遍的方法。喷淋法喷淋法湿式除焦法湿式除焦法水洗法水洗法喷淋法喷淋法吹泡法吹泡法湿式除焦法湿式除焦法水滤法水滤法湿式除焦法会产生大量的废水(包括大量的有机湿式除焦法会产生大量的废水(包括大量的有机不溶物、无机酸、不溶物、无机酸、NH3和金属等)。不能随意排放,而且其后续处理过程非常繁琐,操作费用也较高。和金属等)。不能随意排放,而且其后续处理过程非常繁琐,操作费用
12、也较高。干式除焦法干式除焦法干式除焦法干式除焦法干式除焦法利用过滤原理干式除焦法利用过滤原理也称为过滤法也称为过滤法干式除焦法利用过滤原理干式除焦法利用过滤原理,也称为过滤法也称为过滤法。是将吸附性强的材料(活性炭、滤纸、陶瓷芯、粉碎的。是将吸附性强的材料(活性炭、滤纸、陶瓷芯、粉碎的玉米芯等玉米芯等)装在容器中装在容器中当燃气穿过吸附材料当燃气穿过吸附材料把其中把其中玉米芯等玉米芯等)装在容器中装在容器中,当燃气穿过吸附材料当燃气穿过吸附材料,把其中把其中的焦油过滤出来。的焦油过滤出来。利用精密过滤材料分离可将利用精密过滤材料分离可将0.1-1m的微粒有效捕集的微粒有效捕集下来。除焦油效率高
13、下来。除焦油效率高(94.9%-98%),但其成本高,维护困难,但其成本高,维护困难。热裂解法热裂解法热裂解法热裂解法热裂解法热裂解法热裂解法热裂解法由于焦油在较高的温度下会发生深度裂解。高温下,大由于焦油在较高的温度下会发生深度裂解。高温下,大分子化合物转化成小分子气态化合物。这种处理方法对焦油的去除效果很好分子化合物转化成小分子气态化合物。这种处理方法对焦油的去除效果很好。但是由于热裂解一般在温度大于但是由于热裂解一般在温度大于1100以上,对设备材质的要以上,对设备材质的要求很高求很高且裂解能耗大且裂解能耗大费用高费用高求很高求很高,且裂解能耗大且裂解能耗大、费用高费用高。因此,单独用热
14、裂解去除焦油不现实。而且还容易生成焦炭。因此,单独用热裂解去除焦油不现实。而且还容易生成焦炭。在实际生产中常通过加入水蒸气和氧化性物质来降低焦油含量。其原理是利用水蒸气或氧化性物质与焦油中的某些组分反应生成在实际生产中常通过加入水蒸气和氧化性物质来降低焦油含量。其原理是利用水蒸气或氧化性物质与焦油中的某些组分反应生成CO、H2和和CH4等可燃气体,从而减少焦炭的生成。等可燃气体,从而减少焦炭的生成。催化裂解法催化裂解法催化裂解法催化裂解法催化裂解法催化裂解法催化裂解法催化裂解法由于热裂解需要较高的温度,在实际生产由于热裂解需要较高的温度,在实际生产中很难达到中很难达到采用添加催化剂的方法来降低
15、采用添加催化剂的方法来降低中很难达到中很难达到,采用添加催化剂的方法来降低采用添加催化剂的方法来降低焦油转化所需活化能,从而使焦油在较低的焦油转化所需活化能,从而使焦油在较低的度度就能去除就能去除温温度度(700-900)下)下就能去除就能去除。催化裂解焦油去除效率可以达到催化裂解焦油去除效率可以达到90%以上,以上,因此是目前最有潜力一种焦油脱除方法因此是目前最有潜力一种焦油脱除方法已经已经因此是目前最有潜力一种焦油脱除方法因此是目前最有潜力一种焦油脱除方法,已经已经成为该领域中研究的重点。成为该领域中研究的重点。6 6焦油回收利用焦油回收利用焦油回收利用焦油回收利用6 6、焦油回收利用焦油
16、回收利用、焦油回收利用焦油回收利用 焦油经过提炼得到焦油沥青可以用作 焦油经过提炼,得到焦油沥青,可以用作沥青油漆、吸附剂、防腐涂料等;焦油中还可以提取萘、炭黑等;焦油可用作防水材料或化工原料;焦油可用作防水材料或化工原料;二二项目情况介绍项目情况介绍二二项目情况介绍项目情况介绍二二、项目情况介绍项目情况介绍二二、项目情况介绍项目情况介绍1、项目来源项目来源项目来源项目来源近年来,随着技术的不断完善和市场的广,近年来,随着技术的不断完善和市场的广,焦油除去技术已得到了进焦油除去技术已得到了进一一步提高步提高。为更好地推为更好地推焦油除去技术已得到了进步提高焦油除去技术已得到了进步提高。为更好地
17、推为更好地推广秸秆气化工程,掌握现有的气化设备焦油去除广秸秆气化工程,掌握现有的气化设备焦油去除效果以及焦油去除技术的应用现状效果以及焦油去除技术的应用现状,并对该技术并对该技术效果以及焦油去除技术的应用现状效果以及焦油去除技术的应用现状,并对该技术并对该技术进行评估和筛选,为政府有关部门制定发展规划进行评估和筛选,为政府有关部门制定发展规划和相关政策提供参考依据和相关政策提供参考依据。和相关政策提供参考依据和相关政策提供参考依据为此沈阳农业大学工程学院承担了为此沈阳农业大学工程学院承担了2008年农年农村能源综合建设项目村能源综合建设项目“秸秆气化工程焦油去除技秸秆气化工程焦油去除技村能源综
18、合建设项目村能源综合建设项目秸秆气化工程焦油去除技秸秆气化工程焦油去除技术评估”(农财发术评估”(农财发200855号文,项目编号号文,项目编号2008011)。)。2008011)。)。2 2、项目的主要内容项目的主要内容、项目的主要内容项目的主要内容2 2、项目的主要内容项目的主要内容、项目的主要内容项目的主要内容对目前技术上具有代表性的秸秆气化设备生产厂对目前技术上具有代表性的秸秆气化设备生产厂 对目前技术上具有代表性的秸秆气化设备生产厂对目前技术上具有代表性的秸秆气化设备生产厂家、相关的科研院所调研家、相关的科研院所调研目的在于考察秸秆气化设备的生产技术水平目的在于考察秸秆气化设备的生
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