登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
摘要:介绍了生物质成型、生物质气化、生物质液化及热解多联产等几种常见的生物质转化技术。分析了生物质燃料在锅炉行业中的利用现状及存在的主要问题,并指出锅炉行业未来应立足生物质燃料的发展,并朝着原料绿色化、生产清洁化和产品智能化的方向发展。
0引言
工业锅炉是重要的热能动力设备,在国民经济发展及人民生活中起着不可或缺的作用。当前我国工业锅炉以燃煤为主,年耗煤量约占全国煤炭消耗总量的1/5,污染物排放总量仅次于电站锅炉[1]。
随着国家对环保要求的日益严格,污染物排放严重的中小型燃煤锅炉在我国将逐渐淘汰,被天然气、电力或生物质等新能源为燃料的高效节能环保型锅炉所替代。
作为一个农业大国,我国生物质资源丰富,能源化利用潜力巨大。全国可作为能源利用的农作物秸秆及农产品加工剩余物、林业剩余物和能源作物、生活垃圾与有机废弃物等生物质资源总量每年约4.6亿吨标准煤。生物质作为一种含碳、固体形态的可再生能源,其热转化利用技术、设备与煤炭具有相似性,且生物质氮、硫含量低,污染物排放要远低于燃煤。因此,大力发展生物质燃料锅炉将有助于缓解燃煤带来的环境污染问题。
我国政府历来重视生物质能的开发利用,并将其作为能源领域的一个重要方面,纳入了国家能源发展战略。国家发改委、国家能源局印发的《关于促进生物质能供热发展的指导意见》中指出:到2035年,生物质热电联产装机容量超过2500万千瓦,生物质成型燃料年利用量约5000万吨,生物质燃气年利用量约250亿立方米,生物质能供热合计折合供暖面积约20亿平方米,年直接替代燃煤约6000万吨[2]。锅炉是生物质燃料利用的主要设备,也是我国节能减排的主战场,锅炉行业必须紧跟新时代要求,加快实现原料绿色化、生产清洁化和产品智能化。
1生物质燃料转化技术现状
生物质资源来源广泛,理化特性各具特色,转化技术也多种多样,包括物理方法、热化学方法和生物化学方法等,可得到的产品包括:成型燃料、生物燃气、生物油、生物炭、沼气、燃料乙醇、生物柴油等。下面主要介绍几种与锅炉相关的生物质燃料转化技术。
1.1生物质成型技术
与传统化石能源相比,生物质具有资源分散、能量密度低、容重小、储运不方便等缺点,造成运输成本较高,严重制约了生物质能的大规模应用。生物质压缩成型技术是生物质能的一种简单、实用、高效的利用形式,可以大大提高生物质能量密度,便于储存和运输,为高效利用农林废弃物提供了一条新的途径。生物质在挤压成型后,密度可达0.8~1.3kg/m3,能量密度与中热值煤相当,非常适合作为锅炉的燃料[3]。
生物质固化成型技术主要分为辊模挤压式成型(包括环模式和平模式)、活塞冲压式成型(包括机械式、液压式)和螺旋挤压式成型等几种主要型式,工作原理分别如图1、图2和图3所示。其中的辊模挤压式成型可以实现自然含水率生物质不用任何添加剂、粘结剂的常温压缩成型,生产率较高,是规模化、产业化发展的重点。国外辊模挤压式成型机设备制造比较规范,自动化程度高,生产技术已基本成熟,关键部件寿命达到1000h以上,生产率达到2t/h以上,已实现规模化商品生产。但是,这些成型设备是以木屑等林业剩余物为主要原料,且设备价格高,并不适合我国以秸秆为原料的国情。
近年来,由于国家对秸秆能源化工作的高度重视及相关政策的支持,我国生物质固体成型燃料技术取得明显的进展,生物质成型技术及成型压制设备也逐渐成熟,成型机械的能耗、关键部件使用寿命达到了大规模生产的要求。2016年建设农作物秸秆固化成型工程合计1300多处,成型燃料年产量达653万吨;林业三剩物固体成型燃料年产量约250万吨,总计900万吨左右[4]。此外,农业部和地方政府陆续发布了《生物质固体成型燃料技术条件》、《生物质固体成型燃料质量分级》、《生物质成型燃料锅炉》、《生物质成型燃料锅炉大气污染物排放标准》等相关标准,为生物质成型燃料锅炉专业化、规模化和产业化发展打下了较好的基础。
1.2生物质气化技术
生物质气化是利用空气中的氧或其它含氧物作气化剂,在高温条件下将生物质燃料中的可燃物转化为可燃气(主要是氢气、一氧化碳和甲烷)的热化学过程。生物质原料挥发分高达70%以上,受热后在相对较低的温度下就可使大量的挥发分物质析出,因此,气化技术非常适用于生物质原料的转化[6]。生物质气化得到的燃气既可作为清洁燃料,又可作为费托合成液体燃料的原料,在电力供应、热能生产、化工合成、金属冶炼等领域均有广泛应用,因此气化技术是目前国内外竞相开发的重要生物质能技术。
根据所使用气化剂的不同,生物质气化可分为空气气化、氧气气化、水蒸气气化、氢气气化等。出于成本考虑,一般采用空气气化,但所产生的燃气热值较低,一般在5~6MJ/m3[7]。气化炉是生物质气化技术的核心设备,按设备运行方式,生物质气化炉可分为固定床、流化床和气流床。其中固定床和流化床是比较常见的两种气化炉型式。固定床气化炉分为下吸式和上吸式(如图4),流化床气化炉分为鼓泡流化床和循环流化床(如图5)。不同气化设备的技术对比如表1所示。通常,固定床气化炉结构简单,操作方便,适合较小规模和对燃气品质要求不高的场合,如户用或农村集中供气;而流化床特别是循环流化床气化炉适合大规模连续生产,如发电或制合成气。
我国生物质气化技术研究始于20世纪80年代初期,目前已研制出可用于户用、集中供气和发电的各种类型气化设备,拥有成熟的燃气锅炉供热、内燃机发电等技术。其中,气化集中供气已在山东、辽宁、吉林、安徽等十几个省市推广,MW级气化发电技术设备实现了出口,生物质气化合成液体燃料技术也已完成了千吨级的示范。
1.3生物质液化技术
20世纪70年代爆发石油危机后,可以直接从生物质得到液体燃料的生物质热解液化技术迅速发展。生物质热解液化是指在中温(500℃左右)和缺氧条件下使生物质快速受热分解,热解气体再经快速冷凝得到以液体产物(生物油)为主的热化学转化过程。在合适的条件下,生物油的最高产率可以达到70%以上。
国外在生物质热解液化研究方面起步较早,所开发的鼓泡流化床、循环流化床、旋转锥和真空反应器等技术均实现了较大规模的应用。其中流化床热解装置的最大处理量达到200吨/天,所生产的生物油用于热电联产。我国从1995年开始发展该技术,目前已有多家单位研发热解液化技术,但大多停留在实验室阶段。其中,中国科学技术大学建立了年产10000吨生物油的生物质热解制备生物油应用示范工程,华中科技大学开发了移动式生物质液化技术,可有效解决生物质资源低成本收集和高值化利用问题。
表2给出了生物油与重油基本特性对比。生物油热值(LHV)为13~18MJ/kg,约为重油的一半,可以作为锅炉、柴油发动机和燃气轮机的燃料,比直接燃烧生物质要高效、清洁。但同时生物油中的氧含量较高,还含有15%~30%的水,所以生物油往往表现出强酸性、高粘度、低热值和品质不稳定等特性,使生物油的推广应用受到了很大的限制。除用作燃料外,生物油还可作为大规模气化、制氢的原料及用于提炼高附加值的化学品。此外,生物油中的羧酸含量一般在15%左右,主要是乙酸、甲酸和丙酸,还含有少量的苯甲酸,是制备有机酸钙盐的合适廉价原料。华中科技大学利用生物油和钙基吸附剂制备出富含有机酸的“富钙生物油”,可作为有机酸钙盐的替代品,用于炉内氮硫污染物的联合脱除,图6为不同温度下富钙生物油对SO2及NOx的联合脱除效率,其最大脱硫效率超过90%,脱硝效率约60%[8]。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
北极星氢能网获悉,2024年2月2日,合肥德博生物能源科技有限公司在江西省瑞昌市政府正式签约,启动全球首台套15万吨级生物质气化制备绿色甲醇项目。项目核心装备由合肥德博自主研发,投产后,可年消纳农林废弃物40余万吨,产出绿色甲醇产品和绿色二氧化硅,预计年综合产值10亿元。中国工程院院士蒋剑春
9月8日,陕西氢能党委书记、董事长黄晔会见陕西环保产业集团党委书记、董事长郝军亮一行,双方就氢能全产业链与环保产业耦合协同等方面进行座谈交流。黄晔对郝军亮一行表示欢迎,他说,陕西环保产业集团作为区域环保产业发展的推动者,在区域环境治理中发挥了示范带头作用。陕西氢能公司愿与陕西环保产
安徽德博永锋生物质气化供10t/h锅炉联产炭项目于2018年9月开工建设,2018年12月正式投入生产运营。
北极星垃圾发电网获悉,山东省首个生物质气化燃气清洁供热示范项目——济宁市泗水县高峪镇生物质清洁供热项目建成投运。
1月26日从西塞山电厂获悉,为消纳农林废弃残余物,破解秸秆田间直焚等社会治理难题,促进电力行业绿色发电,“十四五”期间,西塞山电厂规划建设燃煤耦合生物质气化发电项目,利用稻壳、秸杆、树枝桠等农林剩余物,降低燃煤消耗。西塞山电厂大力发展太阳能光伏发电项目,2020年,该电厂投资近5亿元,建
宁波热电公布,2020年11月23日,公司召开第七届董事会第九次会议,审议通过了《关于对外投资建设玉山县生物质气化热电联产项目的议案》,同意公司与甬饶商企业、玉山工投共同出资7600万元设立宁能玉山生物质发电有限公司(暂命名,具体以工商核准为准),负责投资建设玉山县生物质气化热电联产项目(“玉
近日,华西能源全资子公司华西能源工程有限公司分别与绿洁新能源科技榆树有限公司和绿洁泰能(兴安盟)新能源热电有限公司签订了《榆树市秀水镇生物质热电联产项目新建工程EPC总承包合同》和《兴安盟经济技术开发区生物质气化热电联产项目新建工程EPC总承包合同》,合同金额达7.2亿元。项目的签订将解
摘要:介绍了生物质气化与燃煤机组耦合发电技术,并以1台8t/h生物质气化炉与350MW燃煤热电联产机组耦合为例,分析了其耦合的经济性。生物质燃气输入到燃煤锅炉的热量按3种不同方法进行经济性测算,其经济性差异较大,其中生物质燃气送入350MW燃煤机组中的热量按同时生产电能和热能计量,且按燃煤热电联
摘要:生物质气化用途广泛、原料种类和规模适应性强,是实现生物质分布式开发利用和可燃固体废弃物处理的效途径,可部分替代化石能源、推进节能减排、助力实现可持续发展,在世界范围内得到了广泛应用。本文综述了生物质气化、燃气净化关键技术和供热、发电、合成液体燃料等产业的发展现状,在此基础上
摘要:国务院“十三五”提出控制温室气体排放目标后,如何较大幅度地降低CO2排放成为燃煤电厂面临的巨大挑战之一。按照现有的煤电技术,仅通过提高煤电效率降低煤耗和CO2排放强度是非常困难的。燃煤电厂采用生物质与煤电耦合发电技术,是当前最可行的降低碳排放的措施。文章针对生物质替代煤炭发电应用
北极星垃圾发电网获悉,西双版纳州人民政府发布《西双版纳州绿色能源发展“十四五”规划》,加快新能源产业发展规划,新能源开发成效显著。一是建成勐海县恒鼎光伏、协鑫光伏农业发电厂和25个村级光伏扶贫电站等。二是建成生物质颗粒燃料加工厂3个,年生产颗粒燃料4万吨、工业木炭0.3万吨,完成投资1亿
近日,沈阳市生态环境局发布《沈阳市生态环境局关于进一步优化生物质燃料锅炉环境管理工作的通知》(以下简称《通知》),对相应生物质燃料锅炉环境管理工作进行了调整优化,新建的生物质燃料热电联产锅炉将执行超低排放标准。《通知》提出,全市范围内可依法依规建设生物质燃料热电联产锅炉,锅炉容量
在古都西安。有一片热土,燃烧着创新的火焰,涌动着智慧的激流。这里有秦砖汉瓦般坚毅的热工传统,有盛唐风华般华丽的科技魅力;这里,有孜孜不倦的学术追求,有勇于创新的科研精神。这,就是西安热工研究院有限公司,一个致力于能源电力领域研究与创新的科研院所。无论你是热衷于理论研究,还是专注于
随着国家环保政策力度的不断加大,对生物质燃料锅炉大气污染物排放要求日益严格。为改善城市大气环境,吉林省生态环境厅组织修订了地方环境标准《生物质成型燃料锅炉大气污染物排放标准》(征求意见稿),向社会公开征求意见。本文件适用于生物质成型燃料锅炉的大气污染物排放管理,以及生物质成型燃料
北极星电力网获悉,广州市生态环境局发布关于广州市燃生物质成型燃料锅炉、燃气锅炉执行大气污染物特别排放限值的通告,规定自2023年6月12日起,新建燃生物质成型燃料锅炉、燃气锅炉执行大气污染物特别排放限值。通告实施之日前已建成或环境影响评价文件已通过审批的燃生物质成型燃料锅炉、燃气锅炉,
广州市生态环境局发布关于广州市燃生物质成型燃料锅炉、燃气锅炉执行大气污染物特别排放限值的通告,规定自2023年6月12日起,新建燃生物质成型燃料锅炉、燃气锅炉执行大气污染物特别排放限值。通告实施之日前已建成或环境影响评价文件已通过审批的燃生物质成型燃料锅炉、燃气锅炉,自2024年3月12日起执
1月12日,惠州市人民政府发布关于惠州市燃气锅炉、新建燃生物质成型燃料锅炉执行大气污染物特别排放限值的通告,详情如下:惠州市人民政府关于惠州市燃气锅炉、新建燃生物质成型燃料锅炉执行大气污染物特别排放限值的通告惠府〔2023〕3号为深入打好污染防治攻坚战,进一步做好我市大气污染防治工作,强
12月25日,上海电气集团(肃宁)环保科技有限公司肃宁县生活垃圾无害化处理及资源化利用项目汽轮机冲转一次性顺利完成。11月以来,肃宁垃圾焚烧发电项目受低温和疫情等不利因素的影响,现场陆续出现人员感染,项目部迅速采取应急措施,组织开展抗原自测,租用临近厂房布置隔离房间,尽可能阻断病毒传播
在全球能源升级转型道路上,以生物质能为代表的清洁能源受到广泛关注。我国作为农业大国,生物质能资源储量丰富。在“双碳”战略发展下,推广生物质能利用对我国能源转型、资源循环利用有着重要意义。2022年以来,国家出台了一系列政策支持生物质能行业发展。在行业政策方面,国家提出要加快农村生物质
12月4日,大唐安徽发电有限公司660MW超临界燃煤机组直燃耦合生物质发电项目顺利通过72小时试运行,正式投产。▲项目投产现场这是目前国内最大的燃煤机组耦合生物质发电项目,也是国内首台套生物质散料直接破碎燃煤耦合掺烧项目。该项目自5月份启动建设,克服无成熟经验借鉴、系统设备集成创新、燃料收
10月24日,广州市生态环境局发布广州市燃生物质成型燃料锅炉、燃气锅炉执行大气污染物特别排放限值的通告(征求意见稿),公开征求意见。新建锅炉自通告实施之日起,在用锅炉2023年10月1日起,执行颗粒物≤10mg/m3、二氧化硫≤35mg/m3、氮氧化物≤50mg/m3的燃生物质成型燃料锅炉、燃气锅炉执行大气污染
为深入贯彻习近平总书记重要讲话精神,认真落实国务院有关部署,按照省政府推动大规模设备更新和消费品以旧换新工作电视电话会议安排,4月19日上午,省发展改革委党组书记、主任马健主持召开推动大规模设备更新和消费品以旧换新工作推进会议,协调推进近期工作。会议指出,推动大规模设备更新和消费品
“旁路烟道挡板门后温度降低5-8℃,暖风器出口前后温差提高3-5℃,技改达标了!”近日,随着陕煤电力运城公司2号机组C级检修后顺利并网,该公司设备部锅炉专业点检长马学杰拿到了他和班组成员心心念念的技改“成绩单”。作为国内最早一批完成灵活性改造的火电机组,通过深度调峰增强盈利能力,是陕煤电
4月16日,北京经信局发布北京市促进制造业和信息软件业绿色低碳发展的若干措施(京经信发〔2024〕20号),其中提到,对符合要求的节能改造项目,按照项目节能量给予不超过1200元/吨标准煤的资金奖励,且奖励金额不超过纳入奖励范围的项目总投资的25%。同时,对符合要求的其他绿色低碳改造升级项目,
为进一步加强煤电节能减排监管,根据《节约能源法》《大气污染防治法》以及能源监管统计报表制度等相关规定和要求,福建能源监管办汇总统计了2024年一季度福建省统调燃煤电厂节能减排信息,现予公布。一、总体情况2024年一季度,福建省统调燃煤电厂加权(下同)平均供电标准煤耗295.08g/kWh,同比升高0
4月15日,陕西省生态环境厅公开征求《贯彻落实空气质量持续改善行动计划的实施意见(2024—2025年)》(征求意见稿)意见,其中明确了I级、Ⅱ级、III级应急响应措施。在III级应急响应措施的工业减排措施中提到,积极利用区外来电,严格执行绿色节能调度,降低煤电外输量;超低排放燃煤电厂在满足区域供
根据《厦门市碳达峰碳中和工作和领导小组印发关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的实施意见的通知》等文件要求,为加快推进碳普惠工作,厦门市生态环境局起草了《厦门市碳普惠管理办法(征求意见稿)》,4月10日起向社会公开征求意见。征集意见时间截止至2024年5月9日。厦门市碳普惠
浦东新区碳达峰碳中和工作领导小组办公室印发《浦东新区2024年碳达峰碳中和及节能重点工作安排》,安排推动新区碳达峰政策体系文件落实落细等34项重点工作,深入推进生态文明建设和绿色低碳发展,详情如下:浦东新区2024年碳达峰碳中和及节能重点工作安排2024年是实施“十四五”规划的关键一年,为贯彻
为协同推进降碳、减污、扩绿、增长,深入推进生态文明建设和绿色低碳发展,上海市应对气候变化及节能减排工作领导小组办公室印发《上海市2024年碳达峰碳中和及节能减排重点工作安排》,其中包含推进碳达峰碳中和综合管理等16项重点工作。详情如下:上海市2024年碳达峰碳中和及节能减排重点工作安排2024
3月28日,海南省发改委印发2024年节能监察工作计划。主要对酒店宾馆等重点用能单位的能源利用状况报告制度、节能标准制度、淘汰落后制度、能源管理岗位制度、能源计量器具配备制度等落实情况开展监察。原文如下:海南省发展和改革委员会关于印发2024年节能监察工作计划的通知琼发改环资〔2024〕314号各
湖北省交通运输厅印发《湖北省交通运输领域碳排放核算方法和报告指南(试行)》,以加强行业节能减排统计、监测能力,提高政策实施效果和交通运输领域碳排放管理的水平。详情如下:省交通运输厅关于印发《湖北省交通运输领域碳排放核算方法和报告指南(试行)》的通知鄂交发〔2024〕23号各市州交通运输
安徽省司法厅发布关于征询公众对《安徽省企业技术改造促进条例(草案征求意见稿)》意见的公告,《安徽省企业技术改造促进条例(草案征求意见稿)》中提出,安徽省将推动制造业绿色化发展,加快建设智能绿色的制造强省,引导企业提高能源资源利用效率,促进生态改善,实施节能减排降碳改造。安徽省企业
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!