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    過程與裝備研究領域

    農林剩余物多途徑熱解氣化聯產炭材料關鍵技術開發

    發布時間:2020-10-22 16:30閱讀次數:
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    成果研究背景、應用領域

    2011年我國進口原油2.54億噸,對外依存度達57%;化石燃料釋放大量CO2和SO2,嚴重污染環境;大量農林剩余物未加工利用或被焚燒;化石資源終將枯竭,亟待開發可再生能源。農業秸稈、樹木枝椏等農林剩余物是生物質資源的重要組成部分,是一種可再生綠色能源,具有資源豐富和環境友好等特點;可替代化石燃料、實現低碳排放;改善生態環境、增加農民收入。熱解氣化技術將生物質高效轉化為可燃氣并產生固體炭,是生物質高效清潔利用的重要途徑。

    技術突破與創新

    1)創制了新型氣體分布器,發明了內循環錐形流化床氣化技術及裝備;錐形流化床有效減少流化床氣泡形成;避免分布器堵塞;實現了自動連續排渣;

    2)針對枝椏、塊(片)狀物料的特點,創制大容量上吸式固定床氣化裝置,解決了單機規模小、塊(片)狀物料的連續加料難、高含水率原料的適用性等問題,適用含水率高達 45 %,供熱達到6270MJ/h;

    3)開發出生物質富氧氣化制備中熱值燃氣新工藝,燃氣熱值提高到9MJ/Nm3以上;降低了燃氣使用設備、管道成本,并拓寬生物質燃氣應用范圍。創制新型復合催化劑,焦油轉化率提高到99%以上,焦油含量10-50 mg/Nm3。

    4)開發了熱能自給型連續炭化新工藝。研究了生物質成型物熱解過程不凝性可燃氣體回用、控氧高溫精煉等關鍵技術,實現了熱能自給,建成了年產2000噸工程化示范線。

    本成果總體技術達到國際先進水平,在生物質氣化供熱應用于活性炭生產、氣化過程中產生的固體炭產品應用等方面處于國際領先水平。

    經濟技術指標、投資規模

    錐形流化床運行穩定性好,操作彈性達到25-100%;采用富氧介質,氣體熱值達到9MJ/Nm3以上,采用符合催化劑,燃氣焦油含量可降至10mg/Nm3;固定床的單機規??蛇_800kW,干法出炭,使用原料含水率高達45%的原料;生物質成型物熱解技術的生產周期由原來的140小時縮短至36小時,產品得率由15%提高到25%,優級品率達到70%以上,連續生產且熱能自給。

    應用前景及經濟社會效益

    農林剩余物熱化學轉化是生物質高效利用的重要方法,發展多途徑熱解氣化技術及裝備,對于推動生物質能源的工業化利用和促進行業科技進步,節能減排,具有十分重要的積極意義,將會產生顯著的經濟、社會和生態效益。

    近3年,本技術成果轉化新增銷售額10億元,新增利潤,1.5億元、新增稅收8400萬元;利用生物質180余萬噸,間接效益27億元、減排二氧化碳約250萬噸、減排二氧化硫約3萬噸、替代燃煤約100萬噸、增加就業崗位約6000個、培養研究生33名。

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