产品用途: 生物质固定床气化炉主要分为两大类的用途,一是为工业设备加热,二是为民用提供炊事燃气。 (一)生物质固定床气化炉炉窑供能技术 工作原理: 利用气化炉产生的可燃气体,通过管道输送到炉窑设备,在合理的空气配比下燃烧,为其提供能量。 技术特点: (1)采用生物质原料如秸秆、锯末、花生壳等,与煤相比无污染,来源丰富,与油和天然气相比价格低廉。国家环保局不但允许在城区燃用生物质供能,而且大力提倡利用清洁的可再生能源。 (2)气化强度高,完全可以为实际需要提供足够的能量。 (3)燃烧温度达1200℃以上。 (4)燃气纯净,不会导致堵塞、粘结等问题。 (5)输送方便,可以一台气化炉供多个用能点使用。 应用场合: 工厂锅炉、洗浴、宾馆等一切用能场所。 规格型号: 重量为1.5~2.5吨。 产气量:500立方~1500立方/小时。 (二)生物质固定床气化炉秸秆气化集中供气 研发背景: 秸秆气化集中供气的应用是适应农村经济的发展和农民生活水平的提高及国民环保意识的增强而发展起来的。这项技术的应用,开创了农村利用低品位生物质能源供应现代生活燃气的新事业,它对于改善农民生活质量,解放劳动力,增加就业机会,消化农村大量剩余秸秆,降低国家优质能源消耗、减少环境污染具有重要意义。 1、技术可行性 1.1气化原理 秸秆气化技术,就是生物质原料在缺氧状态下加热反应的能量转换过程。秸秆一般由碳、氢、氧等元素和灰分组成, 当它们被点燃时,供应少量空气,并且采取有效措施控制其反应过程,使碳、氢元素变成一氧化碳、甲烷、氢气等可燃气体,秸秆中大部分能量都转移到气体中,这就是气化过程。 1.2基本模式 秸秆气化集中供气系统的基本模式为:以自然村为单元,系统规模为数十户至上千户,系统由三部分组成:生物质气化机组、燃气输配系统和用户燃气系统。工艺系统如图所示。铡成小段的生物质原料送入气化器中经热解气化反应转化为可燃气体,在净化器中除去燃气中含有一定量的灰尘和焦油等杂质,由风机送至气柜。气化器、净化器及风机组成了生物质气化机组。气柜的作用是储存一定量的燃气以平衡系统燃气负荷的波动,并提供一个始终恒定的压力保证用户灶具的稳定燃烧。离开气柜的燃气经过阻火器通过敷设在地下的塑料管网分配到系统中的每一用户。用户打开燃气专用灶具的阀门,就可以方便地使用燃气。
秸秆气化集中供气系统示意图:

(1)秸秆气化机组
秸秆气化机组是把生物质原料转换为气体燃料的核心设备,由上料器、气化炉、燃气净化器和燃气输送机组成。干燥的秸秆粉碎成15-20mm的长度,经加料器进入气化器,经过热解、氧化和还原反应,转化为可燃气体。燃气在净化器中除去灰尘和焦油等杂质,由燃气输送机送入输配系统。秸秆气化机组生产的燃气主要成分为:
燃气主要成分
|
单一气体 |
CO |
H2 |
CH4 |
CO2 |
O2 |
N2 |
|
体积含量(%) |
18.7 |
19.5 |
2.4 |
15.7 |
0.4 |
42.7 |
②秸秆气化机组的主要参数
|
主 要 参 数 |
SQJ-1000 |
SQJ-2000 |
|
燃气产量m3/h |
200 |
400 |
|
输出热量MJ/h |
1100 |
2200 |
|
燃气热值MJ/m3 |
5.5 |
5.5 |
|
气化效率% |
72~75 |
72~75 |
|
合理供气规模 户 |
≤200 |
200~500 |
(2)燃气输配系统 燃气输配系统的功能是将燃气分配到系统内的每个用户,并且保证稳定的供气压力。燃气输配系统由贮气柜、附属设备和地下燃气管网组成。贮气柜是平衡用气负荷变化和保证系统压力稳定的重要设备,它通过钟罩的浮起与落下来贮存和放出燃气,适应用户用气量的变化,并在夜间和白天炊事间歇时间供应零散用气,气化机组间歇运行,但整个系统不停顿地向用户供气。贮气柜的压力一般为3000~4000帕,可满足1km以内的输送要求。
燃气管网是将燃气供给用户的运输工具,由干管、支管,用户引入管、室内管道等组成,干、支管是采用浅层直埋的方式敷设在地下。
(3)用户燃气系统
户内燃气系统包括燃气表、固定装置、阀门、专用燃气灶具等部件。燃气灶具必须采用专用的低热值燃气灶具。
根据燃烧理论,在燃气灶燃烧的是燃气与空气的混合物,要实现完全燃烧,热值高的燃气需混合较多的空气,而低热值燃气中要混合少量的空气,因此,燃气和空气混合物的热值并没有太大的差别。例如:天然气的热值是秸秆燃气的7倍,但其混合气的热值仅比秸秆燃气高23%。所以只要使用专门设计的灶具,使燃气与空气流量合理匹配,就能达到与液化气、天然气灶具相同的热负荷,满足炊事的要求。
1.3现有主要设备的性能特点
(1)SQJ-1000A型生物质气化机组:
①采用层状下吸固定床式气化炉,保证原料的干燥和干馏产物全部通过氧化层,因而产生的大部分焦油在高温下被分解,水分亦参加反应形成燃气。
②燃烧层采用喉管状,以利于形成均匀的灼热炭层。
③采用环形风室,确保空气均匀进入反应层,最大限度地利用了反应截面,而且气固同向流动,有利于焦油的裂解。
④优化设计炉体尺寸,既保证燃气成分稳定,又降低灰分含量,由于该机组灰分产出量少,同现有国内外气化机组相比,首次实现无旋风分离器装置,从而降低了气化机组成本。
⑤采用特殊除焦系统,大大降低了焦油含量。
(2)JZJ生物质燃气专用灶具:
①采用与液化气、天然气通用的全不锈钢外壳、内设冷板喷塑支撑架,设计加大燃气阀体总成。
②该灶具采用条形火孔旋流燃烧器,合理控制燃气与空气配比,达到完全燃烧,提高热效率,降低污染。
③JZJ生物质燃气专用灶具通用性好,在生物质燃气成分发生较大变化时也能正常燃烧。
④采用高压脉冲点火方式配以特殊的柱形极针,方便可靠点火,点火率达100%。
JZJ生物质燃气专用灶具和SQJ-1000A型生物质气化机组在几年的推广使用过程中,受到广泛好评,取得了显著的社会经济效益。这些产品的出现,对于减少农作物秸秆的焚烧,保护生态环境,调整农村产业结构,提高农村经济水平,改善人民生活质量具有战略意义,并为生物质气化集中供气技术的推广提供了有力的保证。
我所是生物质气化集中供气示范工程的技术依托单位,多年来一直从事新能源及节能技术的研究与开发,完成了多项省部级重大科技攻关课题,汇集了一批优秀专业技术人才。有专门从事生物质气化相关技术及设备设计、研制、开发的专业机构,拥有丰富的施工、管理经验和良好的后期服务。
2、项目的经济可行性
秸秆气化集中供气系统投资受村庄规划、规模、用气负荷集中程度和村庄经济水平等许多因素的影响。根据我们已建试点工程的经验和投资核算,100~500户规模的集中供气系统的投资估算如下表:
表1 秸秆气化集中供气技术系统的投资表
|
机 组 型 号 |
SQJ-1000型 |
SQJ-1000型或2000型 |
SQJ-2000型 |
SQJ-2000型 |
SQJ-2000型 |
|
供气户数 户 |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
|
气化站建筑 m2 |
90 |
90 |
90 |
90 |
90 |
|
建筑要求(长×宽×高)m |
13×7×4.5 |
13×7×4.5 |
13×7×4.5 |
13×7×4.5 |
13×7×4.5 |
|
气化站占地 m2 |
1200 |
1200 |
1200 |
1200 |
1200 |
|
气化站需动力kW |
4.5 |
4.5或7 |
7 |
7 |
7 |
|
气柜容积m3 |
200 |
300 |
400 |
500 |
800 |
|
气柜材料(钢材)t |
17.6 |
22.5 |
38.5 |
42.57 |
48 |
注:以上投资只是管网和设备投资,不包括土建费用,由于全国各地劳动工资、材料的价格以及具体气化供应系统因规模或现场条件的差异会有变化。 按每户每日用气5m3和每公斤秸秆0.2元计,集中供气系统的年运行费用和供气成本计算结果见下表。(注表中的供气户数分别为100,200,300,400,500户。供气户数小于200户选用SQJ-1000,SQJ-2000型适用于供气户数200-500户,供气户数超出此范围,可选用两种以上机型的组合)。
表2 秸秆气化集中供气系统年运行费用和供气成本
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机 组 型 号 |
SQJ-1000型 |
SQJ-1000型或2000型 |
SQJ-2000型 |
SQJ-2000型 |
SQJ-2000型 |
|
户数 |
100 |
200 |
300 |
400 |
500 |
|
供气量 m2 |
180000 |
360000 |
540000 |
720000 |
900000 |
|
秸秆消耗量T |
90 |
180 |
270 |
360 |
450 |
|
燃料成本 元 |
18000 |
36000 |
54000 |
72000 |
90000 |
|
年耗电量kWh |
4050 |
6300 |
9450 |
12600 |
15750 |
|
电 费 元 |
2430 |
3780 |
5670 |
7560 |
9450 |
|
人员工资500元/人.月 |
18000 |
24000 |
30000 |
30000 |
30000 |
|
折旧费 元(15年) |
22000 |
44000 |
62000 |
80000 |
96667 |
|
年运行成本 元 |
60430 |
107780 |
151670 |
189560 |
226117 |
|
燃气成本 元/m3 |
0.34 |
0.30 |
0.28 |
0.26 |
0.25 |
注:折旧年限按不同材料及设备分别计取,大致为气化机组、表、灶具15年,管网及气柜等为30年。 若燃气按成本费0.26元/m3出售,每户每年需支出燃气开支468元,每月平均39.0元。但考虑到气站所用原料均由各户收取,各户出售秸秆的收入应折抵部分燃气费,平均每户交售秸秆收入为54元,因此平均每户每年实际燃气支出为414元,平均每月34.5元。相比之下,使用蜂窝煤时每户每月需支出燃料费54元(当地蜂窝煤每块0.36元,每户每天需烧5块)。使用液化气时,每户每月80元(按每户一瓶用一个月计算)。 2.2社会效益与环境效益 长期以来,在我国广大农村生物质资源是农民赖以生活的主要能源,随着农业、农村经济的发展和农民生活水平的提高农村对生活燃料的需求发生了较大的变化。高品位能源的需求日益增大,优质燃料的用户年递增30%以上,增加了国家优质能源的供应压力。本项目的实施对于增加农村对高品位的生活能源,培育农村经济的增长点,开辟农业新的途径,促进农业和农村经济的战略性调整具有重要的意义。 作为农村传统燃料的生物质资源出现过剩,剩余秸秆焚烧现象十分普遍,造成环境污染。尤其是夏秋两季焚烧秸秆造成的集中污染,严重影响着机场和高速公路的交通安全,给人民生活和经济建设带来了不良影响,成为社会普遍关注的问题。本项目的实施,开辟了生物质资源利用的新途径,开创了农村利用低品位生物质资源供应现代生活燃气的新事业,符合我国国情。因此,本项目实施不仅合理利用了自然资源,而且对农业生态环境起到了有效的保护作用,生态效益显著。 生物质气化集中供气系统受自然条件的制约较小,可改变农业的周期长和不可控性,并且可利用农民的闲散时间,是产业化水平较高的项目。 我国已加入WTO,巨大的国际市场等着我们去开辟。我国的生物质资源虽然丰富,但属于低品位资源,在国际市场上没有竞争优势。本项目实施实现了“变废为宝”,成为高品位资源,从而增强了竞争优势。另外生物质气化集中供气技术在国外虽然发展较为成熟,但主要用于发电系统,在制气领域未普及。所以本项目实施在国际市场上具有很强的竞争力,从而有利于提高我国农业的国际竞争能力。 改善农民的生活质量,有效地解放剩余农村劳动力,增加了农民就业机会。另外,此项目工程建成后交付当地农村自己使用,整个技术系统工程需要3-4名操作工人和1名管理人员,通过收取气费渠道盈利。 3、推广实施方案
按照先典型示范、后广泛推广原则,在保证技术和工艺的先进性、成熟性前提下,4--5年时间内,在全国建设生物质集中供气示范工程100-150个,并形成2—3个生物质气化集中供气工程示范小区或基地。同时,积极探索和建立集体、个人及股份合作等多种形式的投入机制,拓宽投入渠道,形成多元化投入体系;运行管理上,积极鼓励和引导在政府适当支持基础上,个人投入、个人承包管理等先进的运行模式,逐步实现政府引导向市场引导的转变。具体推广进度安排如下: (1)2006年在选择合适地区,建设30家生物质气化集中供气示范工程。工程建设要严格按照标准要求,高起点、高规范、高质量,形成示范效应和辐射源。 (2)2007—2008年,每年在全国范围内建设40个国家级生物质气化集中供气工程示范点,条件允许情况下尽量集中联片,形成2—3个生物质气化集中供气工程示范小区或基地。 推广工作建立在省、市、县各级主管部门支持协作的基础上,工程资金采用用户出大头,集体拿小头,或个人出资、政府适当补贴的方式。 注:生产颗粒燃料的厂商如果颗粒没有出路,以及需要购买颗粒的用户,建议到阿里巴巴网注册( http://china.alibaba.com/)进行网上联络、洽谈、交易。也可以联系我研究所(0371-63281702,swzn@163.com),进行登记,我所免费为广大颗粒的生产、使用单位和个人提供信息服务,从而减少一次能源的消耗促进新型清洁可再生能源的发展。 |