生物质气化技术面临的挑战及技术选择-第3页-北极星固废网

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利用固体热载体循环快速热解被认为是解决上述问题最有可能工业化的工艺，但普通循环流化床热解需要流化气，流化磨损产生大量细粉而导致需要油中脱灰，能耗过高。与普通流化床相比，下行流化床具有顺重力场并流下行运动，固固或气固接触时间短，反应快，径向分布均匀，返混小，并能灵活地调节固固或气固比等显著优点，适合生物质快速裂解。但也存在急需解决的问题：

①热解装置的固固或气固快速混合、快速分离与急冷、油中脱灰、降低油中水含量、消除钾影响、保证长周期运行等难题;

②工业化和规模化问题;

③生物油精制改性，提高稳定性和热值，生产车用替代燃料，拓宽生物油利用途径;

④开发木醋液、半焦和灰渣的综合利用技术，提高附加值。

笔者通过热解工艺和设备一体化开发了生物质自混合下行式循环流化床快速热解技术。与代表国际先进水平的荷兰Twente大学和UOP公司的生物质热解工业化技术相比，解决了国内外生物质热解存在的反应器机械运动部件高温磨损、流化气稀释耗能、系统热效率和液收率低、油中带灰、产品含水高、生物油加热自聚以及工业放大和长周期运行等难题。2009年已经完成第二套最佳农作物秸秆处理2×104t/a的工业示范，实现了装置定型和标准化。2012年在山东广饶建成目前世界上规模最大的首座20×104t/a生物质自混合下行循环流化床快速热解装置，并投产成功。

4生物质气化技术的选择

由于发达国家农林业及企业规模较大，生物质燃料相对比较集中，多采用大型气化设备，设备自动化程度高，因此生物质气化及发电技术在发达国家已受到广泛重视，生物质能占能源消费结构的比重迅速增加。另外，还有研究机构开展了生物质气化合成甲醇、氨的研究工作，但由于生物质密度低、集散困难，难以规模化气化，其产品的经济性还无法与石油、煤化工相竞争。

目前我国农林业及林产品加工企业以中小型和分散经营为主，虽统计生物质绝对量较大，但难以集中利用。我国农村地区目前仍以生物质能为主要能源，能源转换技术落后，效率低下，且污染环境，农民生活质量难以提高，迫切需要改善燃料结构，提高能源利用效率。另外，农林产品加工企业有大量集中的生物质废弃物，自身又需要大量的热电冷，急需合理高效清洁的生物质利用和转化技术满足自身的能源需求，使资源最大化利用，消除污染。不同地区、不同行业具有不同的能源需求和产业结构，应合理选择生物质气化技术，最优化利用不同类型的生物质能，降低成本，实现效益最大化。

4.1农村能源

近年来由于农业效益低，农村青年务农人数下降，耕作农民平均年龄接近50岁，农村土地流转、集约化高效经营在未来20年内不可避免，农业秸秆集中度将提高，急需生物质全株化利用提高农业效益。农村城镇化建设也是大势所趋，规模化、高效清洁化的农村能源成为下一步发展方向。

农作物秸秆来源方便、成本低，适于作为农村能源。但随着农村城镇化建设的有序展开，利用气化解决农村能源需求只需要少部分秸秆，大量剩余的秸秆需要就地转化。以沼气技术和快速热解技术为代表的生物质部分气化技术能够将农村能源建设、生态建设、环境建设、农民增收、农民就地化就业、社区化分布式能源利用等链接起来，实现生物质梯级综合利用，因而将有很好的发展前景。

作为农村三大类生物质，养殖业粪便含水高，适于发酵产甲烷的组分多;而热解前需要干燥，能耗过高。农作物秸秆含水量相对较低，适于发酵产甲烷的组分少，甚至部分秸秆(如棉花秸秆)无法用作沼气原料;但热解制油产率高，能耗低，适于规模化。社区生活垃圾由于成分复杂、有害组分多，不宜梯级利用;而气化产物组分单一，无二次污染。因此，从工艺特点、经济效益和规模化生产来看，沼气技术更适合处理高含水的养殖业粪便，快速热解技术更适合于农作物秸秆的规模化转化，燃气型气化技术更适合于社区生活垃圾处理。

养殖业设施大多建在农田附近，以养殖业粪便沼气发酵综合利用技术为纽带，可促进养殖业适度规模化发展，解决了城镇化后农民增收和就地化就业难题。沼气用作农村清洁能源，用于农户生活用能和农副产品生产加工，解决了城镇化后农村社区的分布式能源供应，有利于推广高效节能的热电冷多联供。产生的沼液、沼渣基本可以满足当地农业生产的需要，沼液用作饲料、生物农药、培养料液和叶面肥及冲施肥等的生产，沼渣就地用作有机底肥，解决了大中型沼气工程存在的沼液和沼渣利用难题，改良了土壤，增加了耕地肥力和保肥保水性，并使集约化经营后的粮食品质和产量都能得到保证。以沼气为纽带，对沼气、沼液、沼渣多层次利用的生态农业模式，使农村能源建设、农业生态建设、农村环境建设、农民增收和就业链接起来，是解决集约化养殖场污染治理难题、改善农村环境卫生的有效措施，是发展绿色种植业、养殖业的有效途径，将成为农村经济新的增长点。

原标题：生物质气化技术面临的挑战及技术选择

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