农林剩余物多途径热解气化联产炭材料关键技术开发-中国林业科学研究院林产化学工业研究所
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农林剩余物多途径热解气化联产炭材料关键技术开发

作者:    信息来源:    发布时间: 2018-03-15

成果研究背景、应用领域

2011年我国进口原油2.54亿吨,对外依存度达57%;化石燃料释放大量CO2和SO2,严重污染环境;大量农林剩余物未加工利用或被焚烧;化石资源终将枯竭,亟待开发可再生能源。农业秸秆、树木枝桠等农林剩余物是生物质资源的重要组成部分,是一种可再生绿色能源,具有资源丰富和环境友好等特点;可替代化石燃料、实现低碳排放;改善生态环境、增加农民收入。热解气化技术将生物质高效转化为可燃气并产生固体炭,是生物质高效清洁利用的重要途径。

技术突破与创新

1)创制了新型气体分布器,发明了内循环锥形流化床气化技术及装备;锥形流化床有效减少流化床气泡形成;避免分布器堵塞;实现了自动连续排渣;

2)针对枝桠、块(片)状物料的特点,创制大容量上吸式固定床气化装置,解决了单机规模小、块(片)状物料的连续加料难、高含水率原料的适用性等问题,适用含水率高达 45 %,供热达到6270MJ/h;

3)开发出生物质富氧气化制备中热值燃气新工艺,燃气热值提高到9MJ/Nm3以上;降低了燃气使用设备、管道成本,并拓宽生物质燃气应用范围。创制新型复合催化剂,焦油转化率提高到99%以上,焦油含量10-50 mg/Nm3。

4)开发了热能自给型连续炭化新工艺。研究了生物质成型物热解过程不凝性可燃气体回用、控氧高温精炼等关键技术,实现了热能自给,建成了年产2000吨工程化示范线。

本成果总体技术达到国际先进水平,在生物质气化供热应用于活性炭生产、气化过程中产生的固体炭产品应用等方面处于国际领先水平。

经济技术指标、投资规模

锥形流化床运行稳定性好,操作弹性达到25-100%;采用富氧介质,气体热值达到9MJ/Nm3以上,采用符合催化剂,燃气焦油含量可降至10mg/Nm3;固定床的单机规模可达800kW,干法出炭,使用原料含水率高达45%的原料;生物质成型物热解技术的生产周期由原来的140小时缩短至36小时,产品得率由15%提高到25%,优级品率达到70%以上,连续生产且热能自给。

应用前景及经济社会效益

农林剩余物热化学转化是生物质高效利用的重要方法,发展多途径热解气化技术及装备,对于推动生物质能源的工业化利用和促进行业科技进步,节能减排,具有十分重要的积极意义,将会产生显著的经济、社会和生态效益。

近3年,本技术成果转化新增销售额10亿元,新增利润,1.5亿元、新增税收8400万元;利用生物质180余万吨,间接效益27亿元、减排二氧化碳约250万吨、减排二氧化硫约3万吨、替代燃煤约100万吨、增加就业岗位约6000个、培养研究生33名。

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