生物质秸秆气化技术开发与应用（5篇）

第一篇：生物质秸秆气化技术开发与应用

生物质秸秆气化技术开发与应用

项目的可行性报告

一、生物质秸秆气化技术开发与应用项目的意义：

生物质秸秆气化技术是当前国家重点推广的农村能源实用技术。该技术是利用农作物的秸秆、谷物加工后的皮壳、树木枝条、柴草等生物质为原料，经发生炉无氧燃烧而生产可燃性气体。由于其原料资源广泛，可再生，成本低，既节能又环保，极受农村干部群众欢迎。被誉为是不见炊烟起，能闻饭菜香的绿色环保能源。真是取之不尽用之不竭”。随着社会主义新农村建设步伐的加快，生物质秸秆气化技术的开发与应用已成为广大农村改善生活和环境的必然趋势。此举措既是助推新农村建设的富民工程，也是我党践行“三个代表”和落实科学发展观的具体体现。该技术的推广应用成果和巨大社会效益已向世人证明：生物质秸秆气化技术的开发与应用是建设社会主义新农村的必由之路。

二、生物质秸秆气化技术开发与应用状况及市场需求：

我国小康社会的建立是以农村的小康为前提。没有农村的小康，实现我国全面小康社会就无从谈起。生物质秸秆燃气技术开发与应用面向的市场，主要是广大农村。目前国家和省内外的发展状况和市场需求是：

1、国家提倡支持，以奖代补优厚。按照建设社会主义新农村的规划，国家每年都有一定数量的专项资金扶持新农村建设。省农村能源工作会议披露，“十一五”期间，全省将建秸杆气化站1156处，只要申请建站的乡村，可按30%的比例以奖代补。

2、省内部分市、县已经动手，一些乡（镇）正在使用。鞍山、本溪、铁岭、辽阳等市从2004年就抓这一项目的推广，并取得可观的经济效益和社会效益。鞍山市千山区中所屯村2002年建的燃气站，颇受群众欢迎。目前，已建两个燃气站。本溪市南芬区黄柏峪村在2003年就建燃气站，受到国家科技部和发改委的关注，美国知名设计师威廉.麦克唐纳专程到黄柏峪考察，并予以扶持。也正因如此，鞍山市和沈阳市都先后建立了秸秆燃气发生炉生产厂，经济效益十分可观。“小荷刚露尖尖角，自有青蜓在上头”。一个代表社会进步和人民利益的好项目刚一走上社会舞台，就让有识之士一眼就看穿了它的巨大生命力和历史发展必然趋势。谁抓谁主动，谁早抓谁早主动。市场份额有限，机不可失，失不再来。

3、市场广阔，社会效益可观。我市共有105个乡（镇），1441个村，524310户村民，按照建设社会主义新农村的要求，以每个村建一座秸秆气化站设计，全市6县（市）区需建1441个气化站，每年可利用农作物秸秆等151万吨，可制气3020万立方米，近53万户村民利用燃气制炊。由于原料自产，只用人工、水电、设备折旧费用支出，年可创造直接经济效益6040万元，除去运营成本，可净创效益5000万元左右。倘若推广应用生物质秸秆气化炉个体供气方式，每户一台，全市将需524310台，生产成本500元，销售价格800元，可创利润157293000元。农民一次买炉不再买气，多年使用，几乎没有支出。

3、民企联动，互利双赢。我市素有辽西机械制造强市美誉，渤船重工、化机集团、东华、锦华、莲花山等企业均有一流机加工能力，倘若我市推广秸秆燃气工程，又会给带来多大的燃气锅炉生产效益，实在无法计算。市生态科学研究所已在一机械厂制做样机，指日即可试验，并进行专家鉴定。市场前景十分乐观！

三、生物质秸秆燃气化技术开发与应用的特点：

生物质秸秆燃气工程主要是将农作物秸秆、柴草、谷壳、锯末等可燃烧的生物质填入制气炉内后，瞬间便产生足量的优质燃气供燃烧使用。这种由生物质转化的气体燃烧时，火力猛，热量强，焰色清澈，几乎不排放烟雾和粉尘，连续投料连续产气，既保证炊事用气，又解决了农村环境整洁。其主要技术特点是：

1、经济适用。生物质秸秆燃气工程，充分利用了广大农村现有的燃烧物，实现了“一人烧火，全村做饭”，经济适用性是其它燃气方式无法比拟的。因秸秆气化后热能利用率可由30%提高到70%以上，农民生活用能成本大大降低。倘若以4口之家为例，使用秸秆燃气月平均30元，而使用液化气月平均76元，可节省支出50%以上。

2、使用方便。秸秆燃气工程从发生炉机组到用户，一律走地下管道，通过计量表后，开拴即用，不受时间、用量等限制。

3、原料易得。凡柴草、秸秆、谷壳、玉米芯、锯末、刨花、树木枝条等可燃农林植物均可做原料。在农村真是取之不尽用之不竭。

4、节能环保。秸秆燃气工程由于气化率高，基本没有烟雾排放，所以空气无污染，生态得保护，“房前一堆草，房后一堆灰”生活环 境脏乱差现象将得到有效根治

四、生物质秸秆气化的技术原理及本项目攻关内容：

（一）技术基本原理。生物质秸秆气化工程技术，主要是将固态生物质原料以热解反应转换成方便清洁的可燃气体。其基本原理是将生物质原料加热，在缺氧燃烧的条件下，使较高分子量的有机碳氢化合物链断裂，变成低分子量的甲烷、乙烷、丙烷、一氧化碳和氢气等。将制造出的燃气通过输气管道自动导入分离系统接受脱焦油、脱烟尘、脱水蒸气等净化程序，从而获得优质燃气。燃气通过导管送到燃气灶使用。其基本流程图如下：

1、集中供气流程：生物质秸秆原料—蒸馏热解—氧化还原—混合气体—气水油分离—脱焦油、脱烟尘、脱水蒸气—储气设施—优质燃气入户使用。

2、分体供气流程：生物质秸秆原料—蒸馏热解—氧化还原—混合气体—气水油分离—脱焦油、脱烟尘、脱水蒸气—储气设施—炉具点燃使用。

上述燃气工程改变了生物质原料的形态，由固体变成气体，不仅使用更加方便，而且能量转换率大大提高，还净化了环境，维护了生态平衡。

（二）本项目主要研究、开发内容：当前，生物质秸杆气化技术正在推广，其存在的主要问题是：

（1）热解效率有待提升。一般设计能力为单位物料产气量1.48--2.2立方米/小时，实际没有达到。（2）燃气净化分离效率有待提升。目前一些厂家提出的技术指标灰份及焦油含量小于15mg/立方米，实际远远达不到。本溪市有的气化站就因为焦油堵塞管路而不得不停气大修。

（3）集中供气与分体供气、供暖联产。现在集中供气设备已有总成，但需资金较大，必须有组织扶持才行。倘若搞出一家一户分体气化炉具，既制炊又取暖，一石二鸟，资金压力小，农民乐于承受，这是本项目的一个攻关重点，并准备申请自己专利。

目前本研究所已投入资金8万元，多名科技人员潜心本项目技术开发，有5名中高级工程技术人员攻克相关技术难题，并已在核心技术方面取的实质性进展，不久将拿出样机。

五、生物质秸秆气化技术开发与应用项目现有工作基础和条件：

本项目由葫芦岛市生态科学研究所承担。实验基地在连山区寺儿堡镇，2004年经市政府批准建所，固定资产20万元，目前，既无内债，又无外债。所内设四个课题组，本项目由绿色能源课题组承担。课题主持人，李宏，市委咨询委员会成员，从事绿色能源研究20多年，获省级以上优秀成果7项，发表论文20余篇，并在东北三省会议上介绍经验。5名科技人员负责攻关，3个机加工单位协作，总参与者达67人。本项目的关键工艺——净化器和油水分离器是按炼油分离塔技术设计，具有国内先进水平，试验鉴定后申请专利。目前就本项目已在市委、市政府相关文件上发表文章3篇。

六、生物质秸秆气化技术开发与应用项目的进度安排与实施方案：

本项目计划用三年时间完成。2006年完成技术开发理论研究和相关科学数据的收集、编程，拿出具有自己知识产权的设计图纸，并部分付诸实施另部件加工，投入20万元。

2007年组装样机，投入试验，改进完善。投入45万元。2008年8月向市委、市政府提交科研成果，既交研究报告又拿出新产品、新工艺、新技术。投入15万元。

由于秸秆气化技术工程是建设社会主义新农村的公益事业，尽管国家有以奖代补政策，但主要还要以市场经济运作。基本思路是：本着群众欢迎、从实际出发、量力而行的原则，可采取民办公助的方式进行。

（一）集中供气运行机制。

1、委托代理。可由市委、市政府委托市生态科学研究所承担这项工程的推广任务。凡申请建气化站的新农村示范村，经市、县政府能源部门批准后，示范村提供建站用地，政府将国家以奖代补资金直接用于购买燃气设备。不足部分由市、县财政从农业开发角度给生态科学研究所扶持一些贴息（无息）贷款，待工程运营取得效益后逐年偿还。

2、村民自助。气化站基础设施建成后，凡向气化站提供秸秆等燃料的村民，一律检斤计价，独立账户，用气不交现款，待帐户款用完后，再另行交费。这样，既充分利用了农作物废弃物，又减轻了农民经济负担。一石二鸟，互利双赢。

3、股份经营。市生态科学研究所可下设生物质秸秆燃气总站，控股经营，具有法人资格。示范村可以村民集资、提供用地、出工出劳等形式折款入股，风险共担，原则不给政府增加负担。

4、管理民主。燃气站定期公开运营情况，听取用户意见，改进工作，接受监督。

（二）分体供气运行机制。

1、攻关研发，自制产品。待具有自己知识产权的气化炉试验成功通过鉴定后，即委托锦西化机集团和其他协作单位批量生产。

2、以奖代补，互利双赢。市政府能源办将国家下摆的秸杆气化补助资金以赠炉形式投入农户。农户自配炉具。

七、生物质秸秆气化技术预期开发与应用项目成果及考核目标：

1、项目计划目标。本项目计划用三年时间完成。

2006年完成技术开发理论研究和相关科学数据的收集、编程，拿出具有自己知识产权的设计图纸，并部分付诸实施另部件加工，准备小试。

2007年组装样机，投入试验，改进完善，全力投入中试。2008年8月成果通过鉴定，届时向市委、市政府提交科研成果，既交研究报告又拿出新产品、新工艺、新技术。产品投入批量生产。

2、项目经济目标。

项目完成时累计实现规模1000万元，年销售收入100万元，年工业增加值20万元，年农业增加值20万元，年利润30万元。

3、技术质量目标。SRL——IV秸秆气化设备产气能力150——200立方米/小时。STS——IV节能气化炉产气能力2.74立方米/小时。管网焦油、灰尘含量小于15MG/立方米。

八、生物质秸秆气化技术开发与应用项目资金预算及筹措：

本项目历经三年时间，预算总投入资金80万元。本所自筹20万元，申请财政农发贷款10万元，需科技部门分期扶持万元。

九、生物质秸秆气化技术开发与应用项目实施保护措施：

1、远离村屯试验。本所试验基地在山沟里，距屯噪音无污染。

2、技术人员合力攻坚，高工有自己的知识产权，无纠纷。

3、本所为科研单位，不以获高利为目的，故特别注意产品质量。

4、认真做好售后服务。

葫芦岛市生态科学研究所 2006联系电话：3152761

20万元，其它30

2.5公里，无

9月6日、***

年

第二篇：生物质秸秆气化技术开发与应用项目的可行性报告

生物质秸秆气化技术开发与应用项目的可行性报告

一、生物质秸秆气化技术开发与应用项目的意义：

生物质秸秆气化技术是当前国家重点推广的农村能源实用技术。该技术是利用农作物的秸秆、谷物加工后的皮壳、树木枝条、柴草等生物质为原料，经发生炉无氧燃烧而生产可燃性气体。由于其原料资源广泛，可再生，成本低，既节能又环保，极受农村干部群众欢迎。被誉为是不见炊烟起，能闻饭菜香的绿色环保能源。真是取之不尽用之不竭”。随着社会主义新农村建设步伐的加快，生物质秸秆气化技术的开发与应用已成为广大农村改善生活和环境的必然趋势。此举措既是助推新农村建设的富民工程，也是我党践行“三个代表”和落实科学发展观的具体体现。该技术的推广应用成果和巨大社会效益已向世人证明：生物质秸秆气化技术的开发与应用是建设社会主义新农村的必由之路。

二、生物质秸秆气化技术开发与应用状况及市场需求：

我国小康社会的建立是以农村的小康为前提。没有农村的小康，实现我国全面小康社会就无从谈起。生物质秸秆燃气技术开发与应用面向的市场，主要是广大农村。目前国家和省内外的发展状况和市场需求是：

1、国家提倡支持，以奖代补优厚。按照建设社会主义新农村的规划，国家每年都有一定数量的专项资金扶持新农村建设。省农村能源工作会议披露，“十一五”期间，全省将建秸杆气化站1156处，只要申请建站的乡村，可按30%的比例以奖代补。

2、省内部分市、县已经动手，一些乡（镇）正在使用。鞍山、本溪、铁岭、辽阳等市从2004年就抓这一项目的推广，并取得可观的经济效益和社会效益。鞍山市千山区中所屯村2002年建的燃气站，颇受群众欢迎。目前，已建两个燃气站。本溪市南芬区黄柏峪村在2003年就建燃气站，受到国家科技部和发改委的关注，美国知名设计师威廉.麦克唐纳专程到黄柏峪考察，并予以扶持。也正因如此，鞍山市和沈阳市都先后建立了秸秆燃气发生炉生产厂，经济效益十分可观。“小荷刚露尖尖角，自有青蜓在上头”。一个代表社会进步和人民利益的好项目刚一走上社会舞台，就让有识之士一眼就看穿了它的巨大生命力和历史发展必然趋势。谁抓谁主动，谁早抓谁早主动。市场份额有限，机不可失，失不再来。

3、市场广阔，社会效益可观。我市共有105个乡（镇），1441个村，524310户村民，按照建设社会主义新农村的要求，以每个村建一座秸秆气化站设计，全市6县（市）区需建1441个气化站，每年可利用农作物秸秆等151万吨，可制气3020万立方米，近53万户村民利用燃气制炊。由于原料自产，只用人工、水电、设备折旧费用支出，年可创造直接经济效益6040万元，除去运营成本，可净创效益5000万元左右。倘若推广应用生物质秸秆气化炉个体供气方式，每户一台，全市将需524310台，生产成本500元，销售价格800元，可创利润157293000元。农民一次买炉不再买气，多年使用，几乎没有支出。

3、民企联动，互利双赢。我市素有辽西机械制造强市美誉，渤船重工、化机集团、东华、锦华、莲花山等企业均有一流机加工能力，倘若我市推广秸秆燃气工程，又会给带来多大的燃气锅炉生产效益，实在无法计算。市生态科学研究所已在一机械厂制做样机，指日即可试验，并进行专家鉴定。市场前景十分乐观！

三、生物质秸秆燃气化技术开发与应用的特点：

生物质秸秆燃气工程主要是将农作物秸秆、柴草、谷壳、锯末等可燃烧的生物质填入制气炉内后，瞬间便产生足量的优质燃气供燃烧使用。这种由生物质转化的气体燃烧时，火力猛，热量强，焰色清澈，几乎不排放烟雾和粉尘，连续投料连续产气，既保证炊事用气，又解决了农村环境整洁。其主要技术特点是：

1、经济适用。生物质秸秆燃气工程，充分利用了广大农村现有的燃烧物，实现了“一人烧火，全村做饭”，经济适用性是其它燃气方式无法比拟的。因秸秆气化后热能利用率可由30%提高到70%以上，农民生活用能成本大大降低。倘若以4口之家为例，使用秸秆燃气月平均30元，而使用液化气月平均76元，可节省支出50%以上。

2、使用方便。秸秆燃气工程从发生炉机组到用户，一律走地下管道，通过计量表后，开拴即用，不受时间、用量等限制。

3、原料易得。凡柴草、秸秆、谷壳、玉米芯、锯末、刨花、树木枝条等可燃农林植物均可做原料。在农村真是取之不尽用之不竭。

4、节能环保。秸秆燃气工程由于气化率高，基本没有烟雾排放，所以空气无污染，生态得保护，“房前一堆草，房后一堆灰”生活环境脏乱差现象将得到有效根治

四、生物质秸秆气化的技术原理及本项目攻关内容：

（一）技术基本原理。生物质秸秆气化工程技术，主要是将固态生物质原料以热解反应转换成方便清洁的可燃气体。其基本原理是将生物质原料加热，在缺氧燃烧的条件下，使较高分子量的有机碳氢化合物链断裂，变成低分子量的甲烷、乙烷、丙烷、一氧化碳和氢气等。将制造出的燃气通过输气管道自动导入分离系统接受脱焦油、脱烟尘、脱水蒸气等净化程序，从而获得优质燃气。燃气通过导管送到燃气灶使用。其基本流程图如下：

1、集中供气流程：生物质秸秆原料—蒸馏热解—氧化还原—混合气体—气水油分离—脱焦油、脱烟尘、脱水蒸气—储气设施—优质燃气入户使用。

2、分体供气流程：生物质秸秆原料—蒸馏热解—氧化还原—混合气体—气水油分离—脱焦油、脱烟尘、脱水蒸气—储气设施—炉具点燃使用。

上述燃气工程改变了生物质原料的形态，由固体变成气体，不仅使用更加方便，而且能量转换率大大提高，还净化了环境，维护了生态平衡。

（二）本项目主要研究、开发内容：当前，生物质秸杆气化技术正在推广，其存在的主要问题是：

（1）热解效率有待提升。一般设计能力为单位物料产气量1.48--2.2立方米/小时，实际没有达到。

（2）燃气净化分离效率有待提升。目前一些厂家提出的技术指标灰份及焦油含量小于15mg/立方米，实际远远达不到。本溪市有的气化站就因为焦油堵塞管路而不得不停气大修。

（3）集中供气与分体供气、供暖联产。现在集中供气设备已有总成，但需资金较大，必须有组织扶持才行。倘若搞出一家一户分体气化炉具，既制炊又取暖，一石二鸟，资金压力小，农民乐于承受，这是本项目的一个攻关重点，并准备申请自己专利。

目前本研究所已投入资金8万元，多名科技人员潜心本项目技术开发，有5名中高级工程技术人员攻克相关技术难题，并已在核心技术方面取的实质性进展，不久将拿出样机。

五、生物质秸秆气化技术开发与应用项目现有工作基础和条件：

本项目由葫芦岛市生态科学研究所承担。实验基地在连山区寺儿堡镇，2004年经市政府批准建所，固定资产20万元，目前，既无内债，又无外债。所内设四个课题组，本项目由绿色能源课题组承担。课题主持人，李宏，市委咨询委员会成员，从事绿色能源研究20多年，获省级以上优秀成果7项，发表论文20余篇，并在东北三省会议上介绍经验。5名科技人员负责攻关，3个机加工单位协作，总参与者达67人。本项目的关键工艺——净化器和油水分离器是按炼油分离塔技术设计，具有国内先进水平，试验鉴定后申请专利。目前就本项目已在市委、市政府相关文件上发表文章3篇。

六、生物质秸秆气化技术开发与应用项目的进度安排与实施方案：本项目计划用三年时间完成。

2006年完成技术开发理论研究和相关科学数据的收集、编程，拿出具有自己知识产权的设计图纸，并部分付诸实施另部件加工，投入20万元。

2007年组装样机，投入试验，改进完善。投入45万元。

2008年8月向市委、市政府提交科研成果，既交研究报告又拿出新产品、新工艺、新技术。投入15万元。

由于秸秆气化技术工程是建设社会主义新农村的公益事业，尽管国家有以奖代补政策，但主要还要以市场经济运作。基本思路是：本着群众欢迎、从实际出发、量力而行的原则，可采取民办公助的方式进行。

（一）集中供气运行机制。

1、委托代理。可由市委、市政府委托市生态科学研究所承担这项工程的推广任务。凡申请建气化站的新农村示范村，经市、县政府能源部门批准后，示范村提供建站用地，政府将国家以奖代补资金直接用于购买燃气设备。不足部分由市、县财政从农业开发角度给生态科学研究所扶持一些贴息（无息）贷款，待工程运营取得效益后逐年偿还。

2、村民自助。气化站基础设施建成后，凡向气化站提供秸秆等燃料的村民，一律检斤计价，独立账户，用气不交现款，待帐户款用完后，再另行交费。这样，既充分利用了农作物废弃物，又减轻了农民经济负担。一石二鸟，互利双赢。

3、股份经营。市生态科学研究所可下设生物质秸秆燃气总站，控股经营，具有法人资格。示范村可以村民集资、提供用地、出工出劳等形式折款入股，风险共担，原则不给政府增加负担。

4、管理民主。燃气站定期公开运营情况，听取用户意见，改进工作，接受监督。

（二）分体供气运行机制。

1、攻关研发，自制产品。待具有自己知识产权的气化炉试验成功通过鉴定后，即委托锦西化机集团和其他协作单位批量生产。

2、以奖代补，互利双赢。市政府能源办将国家下摆的秸杆气化补助资金以赠炉形式投入农户。农户自配炉具。

七、生物质秸秆气化技术预期开发与应用项目成果及考核目标：

1、项目计划目标。本项目计划用三年时间完成。

2006年完成技术开发理论研究和相关科学数据的收集、编程，拿出具有自己知识产权的设计图纸，并部分付诸实施另部件加工，准备小试。

2007年组装样机，投入试验，改进完善，全力投入中试。

2008年8月成果通过鉴定，届时向市委、市政府提交科研成果，既交研究报告又拿出新产品、新工艺、新技术。产品投入批量生产。

2、项目经济目标。

项目完成时累计实现规模1000万元，年销售收入100万元，年工业增加值20万元，年农业增加值20万元，年利润30万元。

3、技术质量目标。SRL——IV秸秆气化设备产气能力150——200立方米/小时。STS——IV节能气化炉产气能力2.74立方米/小时。管网焦油、灰尘含量小于15MG/立方米。

八、生物质秸秆气化技术开发与应用项目资金预算及筹措：

本项目历经三年时间，预算总投入资金80万元。本所自筹20万元，申请财政农发贷款10万元，需科技部门分期扶持20万元，其它30万元。

九、生物质秸秆气化技术开发与应用项目实施保护措施：

1、远离村屯试验。本所试验基地在山沟里，距屯2.5公里，无噪音无污染。

2、技术人员合力攻坚，高工有自己的知识产权，无纠纷。

3、本所为科研单位，不以获高利为目的，故特别注意产品质量。

4、认真做好售后服务。

第三篇：秸秆气化

什么叫秸秆气化?秸秆气化的原理是什么?

秸秆气化是指农业生产中产生的象稻秆、油菜秆、玉米秆等秸秆在缺氧状态下通过热化 学反应，将秸秆中的碳转化成可燃气体的过程。产出的可燃气体可供民用炊事、取暖、农产品烘干、发电等使用。

秸秆气化是在气化炉内完成的。秸秆是由碳、氢、氧等元素组成，其中含有一定量的水分。当秸秆被燃烧后，随着温度的升高，燃烧产生的气体通过还原区赤热的炭层反应，转换成含CO、H2、CH4等成分的可燃气体。整个反应过程很复杂，而且随着气化炉的类型、工艺 流程、反应条件、气化剂的种类、原料的性质和粉碎等条件的不同，其反应过程也不相同。但不同条件下的秸秆气化过程基本上包括下列反应：

C+O2=CO2

CO2+C=2CO

2C+O2=2CO 2CO+O2=2CO 2H2O+C=CO2+2H2

H2O+CO=CO2+H2

C+2H2=CH CO2+H2=CO+H2O

秸秆气化站运行管理中应注意哪些安全问题?

①气化站操作、管理人员应事先经过培训，熟练掌握操作技能和管理知识。操作人员应严格 按照操作规程进行操作，不能违章作业。

②生产期间，应打开通风窗和天窗，以保持车间内通风良好。

③消防设施应保持完好，消防水源充足，并有专人负责。工作人员应熟悉防火、灭火知识，并能熟练操作消防设施。非工作人员未经允许不得入内。

④对机组、气柜、输气管道等设施要进行定期巡回检查，一旦发现燃气泄漏，应立即采 取相关措施加以处理，无关人员不能接近现场。

⑤开机、检修要保证两人同时在场，发现不安全因素，及时给予援助。

⑥站内不得堆放除秸秆外的其它任何易燃易爆物品，站内秸秆必须堆放在储料仓库内，并堆放整齐。

⑦站内必须严禁烟火，要有醒目的防火、防毒标志。

⑧埋有燃气管道位置必须设明显标志，不准在燃气管道上方随意施工、挖掘及通过重型车辆。

⑨储气柜检修之前必须先将气柜内的燃气用空气置换干净，才能进行操作或进入气柜，以避免气柜内留有可燃气引起爆炸、中毒事故。储气柜启用之前要用可燃气将气柜内空气置换掉，以避免可燃气和空气混合引起燃烧、爆炸。

生物质的热化学反应特性和秸秆气化问题

农业和林业残余物量大面广，其中农业秸、茎产量是粮食产量的1.4倍，2001年我国产量达6.5亿吨；林木采集和林业加工剩余物也达上亿吨，这是生物质资源可利用的主要部分。农林残余物和其他有机废弃物的资源化利用，是关系到社会可持续发展的大课题。

生物质的能量利用是其应用途径之一。在能量转换技术中，其能量密度和能量强度的提高是主要目的。但其实用性、操作性、可靠性和环保排放必须要引起重视和优化。以热化学为基础的生物质气化液化转换技术，强化了生物质的能量密度和能量强度，提高了其利用品位。如技术路线得当，这些转换产物可取代部分常规能源中的煤、油、气。

秸秆物料的特性

生长期仅一年的作物秸秆属高挥发份、低炭化度物料。挥发份含量平均高达75％，以固定炭含量为标志的炭化程度平均为17％，但发热量却平均高达36％。这表示可燃组份中，含量仅为1/6的固定炭其发热量却占1/3。这种以纤维素、半纤维素和木质素构成的聚合物被隔离空气加热超过100℃时，挥发份即连同水份开始蒸发解离，挥发成汽态的油雾；当温度达到450～550℃时，解离挥发过程达到高峰，炭氢分子构成的木焦油、木醋液等大分子聚合物受热升腾为气态浓雾。此时，若与空气混合比达到一定值时，即成为可燃气；若降温达到冷凝条件时，即凝结为液态焦油、木醋液及水污等。所以，对秸秆而言，挥发份对燃烧起决定作用。

高挥发份秸秆物料的气化特点

采用生物质气化技术可以把直接燃烧分为半燃烧和完全燃烧两个过程，前者为缺氧条件下的不完全燃烧产生中间产物，即气化煤气。然后，气化煤气再与空气二次混合实现完全燃烧。气化煤气及其燃烧使生物质物料的能量利用率显著增大，燃烧完全，提高了生物质的利用品位。生物质气化热煤气直接燃烧有以下特点：

(1)燃烧完全、洁净。

(2)燃烧温度高。热煤气的显热与可燃成份燃烧释放的潜热使燃烧温度高达1，500℃，在特殊燃烧条件下，可达1,700℃，而秸秆直接燃烧火焰温度仅为600～700℃。

(3)气化热煤气燃烧火力强、温升快。

(4)可调控。燃烧火焰温度、热能强度可适时控制调节，实现开、关两位操作。

热煤气直接燃烧与煤气冷洗清滤后的冷煤气相比最突出的是热煤气的能量增值：(1)显热增值。热煤气的出炉温度300～400℃；(2)潜热增值。纤维素的热分解产物焦油、木醋液及苯、酮、烷类重分子部分其凝聚的能量为15～20％。在高温条件下，重分子裂解燃烧可释出能量。

秸秆气化冷煤气，显热、潜热损失及其他

热煤气经水的冷洗、过滤，实现输送储存。此时煤气显热尽失，部分可燃成份以潜热形式流失，而其清滤产生的黑液则成为污染排放物。

秸秆中75％的纤维素和半纤维素的热分解产物形成挥发份，其主要成份是焦油、木醋液、酸、醇等重分子，在热态下以气态形式存在。在高于600℃时，则发生再裂解反应，产生部分可燃气体。这样，煤气中木焦油、木醋、木酸液分子量下降，而较重分子的烷、烯、苯仍以气态成为热煤气的可燃成份参与燃烧。但在冷煤气中，这部分可燃物被冷洗清滤掉成为油污黑液被排放。这部分潜热损失加上冷煤气降温的显热损失使冷煤气热焓大大下降，从而使煤气的燃烧质量降低。其中可燃气着火界限也随之明显缩小，这就是令农村用户恼火的秸秆煤气“点不着火”或是呈不顶用的“小火头”的原因之一。

(2)冷煤气冷洗用水耗水量约为0.5公斤/立方米(煤气)。一台产气量200立方米/小时的装置，一 小时耗水100公斤，这在北方缺水地区也是值得注意的问题。所谓“沉淀池”循环水再利用是很难实现的，因为黑液与水的可溶性，“水油交溶”很难分离。由此而产生的黑液排放污染更是潜在的威胁。其中储气塔中的浮动调压水封，不长时间后就成为粘稠的黑液，不能排，无法用，使储气塔成为“储污塔”。

(3)农作物秸秆越冬长期存放，低炭聚合物自然挥发逸出，导致能量衰减。

(4)尽管经冷洗、清滤，因油污粘结阀门、输气支管堵塞的问题在实际运行中还是时有发生。另外，机械式清滤设备重量占机组的75％，造价往往越过气化设备主机，其维修、除污清洗费用在运行成本中也占很大的比例。

(5)不利的运行工况。炊事供气设备运行时间短，一日三餐，每次起动不超过一小时，设备尚未进入“热车”状态即告停。反应区尚未积蓄充分的热量，煤气中油雾水汽含量过高，难于稳定正常供气。

几个需要商榷的问题

高挥发份物料的除焦技术其治本途径是重质聚合物的裂解。要实现热裂解只有借助外源加热。其中，催化剂裂解技术，催化剂是关键，实用的是石灰石和白云石，但仍须加热到800℃以上。此时的催化裂化产物其代价已不是为了得到低热值的粗煤气，而是中热值的可燃气或工业用气源。热裂解要做到两点：(1)气化物料掺入一定比例的硬木质燃料——高炭化度“骨料”，实现热解除焦；(2)为保持良好的热反应工况，气化设备应持续运行2～3小时以上。试验表明，稳定运行4小时以后，粗煤气中焦油量可由320毫升/立方米降至120毫升/立方米。

建立多用途持续运行的中心煤气站，取代单一用途的炊事供气站。另外，管理问题，物料采集、储存、防潮通风，包括物料预处理和“骨料”配比也都是值得探讨的。秸秆还田五注意

一、注意秸秆的翻埋量。秸秆直接还田时翻埋量不宜过多，一般每亩500公斤以下，否则不仅会影响秸秆腐解的速度，而且秸秆腐解过程中产生的各种有机酸过多，对作物根系还有损害作用。

二、注意加强水分管理。土壤水分状况是决定秸秆腐解速度的重要因素，所以秸秆直接还田，需把秸秆切碎后翻埋土壤中，翻埋深度20厘米左右。一定要覆土严密，防止跑墒。对土壤墒情差的，耕翻后应灌水，而墒情好的则应镇压保墒，促使土壤密实，以利于秸秆吸水分解。

三、注意翻压时间和方法。秸秆还田要尽量边收割边耕埋，因初收获时含水较多，及时耕埋利于腐解。

四、注意补施养分。补施养分，是为了解决微生物与作物幼苗争夺养分的矛盾。因为一般粮食作物秸秆的碳氮比很低，如不增施化学氮肥，微生物为了分解有机物质，必然会与作物幼苗争夺土壤中速效氮素，影响幼苗的正常生长。因此，在秸秆还田时，最好施用氮肥，调节碳氮比至30∶1左右。也可适当增施过磷酸钙，以增加养分，加速腐解，提高肥效。

五、注意避免病害传播。为了减少病虫害的传播，应避免把病虫害严重的大麦、小麦、玉米、大豆等秸秆直接还田，可将这些秸秆直接高温堆沤后再施用。

第四篇：生物质气化发电控制系统网络拓扑图方案

生物质气化发电控制系统网络拓扑图方案

本系统上位机选用DELL计算机，下位机选用西门子S7-200系列，工控触摸屏选用MCGS，组态软件选用力控。上位机与PLC采用TCP/IP以太网通信，工控触摸屏与PLC采用RS232通信。系统配置以太网交换机，通过TCP/IP以太网通信联接锅炉控制系统。系统的主要功能是：实现整个硫化床生物质气化炉工艺流程的工艺参数采集、显示、修改、设置和管理等，实现对被控设备运行状态检测、显示，并按工艺要求实现对其控制。

在监控计算机中安装力控SCADA软件，用于系统的动态画面。通过监控计算机可以方便和直观地显示整个硫化床生物质气化炉工艺流程和工艺参数，对各设备实现中控室的远方监视和操作。可以实现历史数据、报表的储存、显示、查询、统计、打印和管理等功能。

第五篇：秸秆类生物质燃烧特性的研究

秸秆类生物质燃烧特性的研究 摘要：利用热重分析仪对江苏宿迁地区的玉米秆、稻秆和麦秆三种生物质的燃烧特性进行了分析，测定了生物质的灰熔点和灰组成，用XRD和TEM表征了生物质灰的物相结构和形貌。研究结果表明，三种生物质的燃烧规律基本一致，燃烧过程可分为四个阶段：干燥过程，热解过程，晶型转变过程和熔融过程；三种生物质中，玉米秆灰熔点最高，灰量最少且碱金属含量最低；生物质灰为形态各异的纳米颗粒。关键词：生物质；燃烧特性；生物质灰；灰分性质 0前言

随着全球工业化的快速发展，一次性能源的消耗量不断增加，人类为了自身的生存和发展，不断寻找新的能源，以减少或替代一次性能源的消耗。在各种可再生能源中，生物质是储存太阳能的惟一一种可再生的炭源，是可持续再生能源中的重要组成部分。生物质能源具有以下特点：首先是一种可再生的绿色能源；其次，生物质生长过程中吸收的CO2与其燃烧利用中排放的CO2是相等的，在CO2总量上实现了零排放[1-2]；此外，与煤相比，生物质通常含有很低的灰分，几乎不含硫[3]。因此对生物质能利用的研究开发已成为开发新能源的一个重要方向[4-5]，世界上许多国家如美国、丹麦，英国和芬兰等正在大规模推广利用生物质能发电[6]，这也是我国目前正在推广的一项新技术。在生物质燃烧发电过程中，生物质的燃烧过程以及燃烧所产生物质的化学和物理性质对能量转化装置的设计，灰资源化利用与污染控制具有重要的理论意义和应用价值。本文将系统地研究玉米秆、稻秆和麦秆三种生物质的燃烧特性及其生物质灰的理化特性和结构特征，以便为生物质高效燃烧发电提供理论基础。1实验部分 1.1原料处理

实验用的生物质原料——玉米秆、稻秆和麦秆全部取自江苏宿迁地区。将原料粉碎后过80目筛，测定其发热量，做热重分析。1.2灰的制取

本文采用ASTM规定的方法进行生物质灰的制取。将玉米秆、稻秆和麦秆等三种生物质分别置于马弗炉内，600℃灼烧一定时间，收集残留物。灰组成用ICP仪器进行分析，灰的晶相用XRD分析，灰形貌通过TEM观察。2结果和讨论 2.1燃烧特性分析

图1至图3分别是玉米秆、稻秆和麦秆在空气气氛下，升温速度为10℃/min条件下得到的TG—DTA曲线，三种生物质的曲线走势基本一致。按热失重分，生物质的燃烧可分为四个阶段。以玉米秆为例(图1)，第一阶段为20～200℃，失重约为7%，主要是生物质原料的脱水过程。第二阶段在200～480℃之间，是失重的主要阶段，失重达到85%，这一阶段是生物质中炭和挥发物的燃烧过程，对应于DTA曲线，可以看到一个含有双峰的强放热峰，两峰位置分别在300℃和435℃。第三阶段为480～820℃，质量基本保持不变，对应的DTA曲线有一个微弱的放热峰，说明这一阶段是无机物的晶型转变过程。同一化学组成的物质有时具有不同的晶型，一定范围内自由焓最低的晶型最稳定，随着温度的变化，晶体就由一种形态转变为另一种形态。第四阶段为820～1300℃，增重约18%，DTA曲线上有一个明显的吸热峰，这应是生物质的熔融阶段。分析结果表明，利用生物质燃烧发电，燃烧温度不宜超过800℃。玉米秆、稻秆和麦秆的发热量分别是16.92MJ/kg，14.65MJ/kg和15.13MJ/kg。

图1玉米秆的TG-DSC曲线 图2稻秆的TG-DSC曲线 2.2灰的化学组成

生物质原料中除了碳、氢、氧等有机物之外，还含有一定数量的无机矿物质。在生物质热化学转化利用过程中，这些残留的无机物质称为灰。生物质灰的化学组成及其特性对其热力学和动力学性质有很大影响，并对灰的利用及各种利用设备的设计和处理具有重要意义。生物质的灰量及其化学组成随着其生长条件、生长环境不同而不同。对于我们所研究的三种生物质而言，玉米秆的灰量最低，只有3.82%，稻秆的灰量最高为17.21%，麦秆的灰量是10.71%。

三种生物质灰的主要化学成分列于表1。可以看出，三种生物质灰中的主要元素有K、Na、Ca、Mg、Al、Fe、Si等，但不同的生物质，其无机物的含量是不同的。在三种物质中，麦秆中的K含量最高，达到14.53%，稻秆也较高，为9.68%，而在玉米秆中未检测出K元素；玉米秆中的Ca和Mg的含量要比稻秆和麦秆高；而且玉米秆中含Si最多；三种物质中的Na、Al和Fe含量都比较接近。

表1生物质灰组成%

2.3灰的熔融特性

生物质灰的熔融特性对热化学处理过程起着决定性的作用，灰熔点的高低不仅影响熔融的能耗，而且决定了熔融工艺的难易程度和设备损耗等诸多方面。生物质灰主要是以金属氧化物和非金属氧化物的混合物形式存在，不仅成分复杂，且各种成分含量的变化也很大，灰的熔化只能是一个温度范围。加热到一定温度时，灰中的低熔点成分开始熔化，随着温度的升高，熔化成分逐渐增多，最后全部变为液态。本文主要研究灰熔点的四个特征温度，即变形温度(tD)、软化温度(tS)、半球温度(tH)和流动温度(tF)。采用通用的角锥法在氧化性气氛下对玉米秆、稻秆和麦秆灰的熔融特性进行测定。

表2为三种生物质灰熔点的测试结果，熔点由高到低的顺序为玉米秆、稻秆、麦秆，这种现象和灰成分有关。灰中的成分按酸碱性的不同可分为两类，一类是酸性氧化物包括Al2O3和SiO2，另一类是K2O、Na2O、CaO、MgO和Fe2O3等碱性氧化物。这两类物质的分布对灰的熔融特性有重要影响，酸性氧化物具有提高灰熔点的作用，其含量越多，熔融温度就越高；相反，碱性氧化物却有降低煤灰熔融温度的作用，其含量越多，熔融温度就越低[728]。从表1得知，玉米秆中SiO2含量最高，明显高于稻秆和麦秆，而K2O和Na2O的含量很少，明显低于稻秆和麦秆，因此其熔点最高；稻秆的SiO2含量高于麦秆，碱金属氧化物含量低于麦秆，其熔点高于麦秆。表2生物质灰熔点℃

2.4灰的晶相结构

生物质灰主要由金属氧化物和非金属氧化物组成，然而相同或相似的成分可以存在不同物相结构，而物相结构不仅影响灰的性质，而且对灰的利用也有很大影响。本文使用日本ShimadzuXRD-6000型X射线衍射仪，参数如下：CuKα射线，Ni滤波，管压30kV，管流30mA，扫描速度2°/min，扫描角度2θ=10°～90°，玉米秆、稻秆和麦秆灰的XRD图谱见图4。从图中看出，稻秆和麦秆灰的衍射峰位置基本一致，对照标准图谱，这主要是KCl的结晶相(2θ=28.3，4.08，50.5，66.4)，且麦秆灰的峰强度比稻秆强，说明麦秆灰中的KCl结晶相更多，这和麦秆中K含量高有关。玉米秆灰的衍射峰与稻秆和麦秆有所不同，这和其灰组成有

关。此外，虽然三种生物质灰中SiO2含量都很高，但XRD图谱中没有明显的SiO2衍射峰，说明灰中的SiO2很少以单体形式存在。

图4生物质灰的XRD图谱 2.5灰的形貌

不同的生物质灰在形貌上有着差别，如图5所示。由TEM照片可知，生物质灰为形貌各异的纳米粒子，玉米秆灰颗粒近似球形，分散比较好，粒度在50～100nm之间，见图5(a)；稻秆灰颗粒尺寸较小，粒径约为40nm，团聚比较严重，见图5(b)；而麦秆灰的形貌与玉米秆和稻秆完全不同，呈链状分布，见图5(c)。灰形貌的多样性反映出生物质中的无机物存在形式的不同。

图5生物质灰的TEM图 3结论

同一地区的玉米秆、稻秆和麦秆这三种生物质的燃烧规律基本一致：20～200℃是原料的脱水过程，200～480℃是生物质中炭和挥发物的燃烧过程，480～820℃是无机物的晶型转变过程，820～1300℃，是生物质的熔融阶段。三种生物质中，玉米秆灰熔点最高，发热量最高为16.92MJ/kg，灰量只有3.82%，碱金属含量最低。XRD结果表明，稻秆灰和麦秆灰晶相基本相同，而玉米秆灰的晶相有所不同。TEM显示生物质灰为形态各异的纳米颗粒。