张齐生-生物质气化多联产技术应用与展望

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1、生物质气化多联产技术应用与展望南京林业大学张齐生周建斌2011年10月16日山东威海主要内容一、生物质气化多联产技术二、生物质气的性能与应用三、生物质炭的性能研究与应用四、生物质提取液的性能研究与应用五、生物质气化多联产技术前景展望一、生物质能源多联产技术1、生物质资源特点农林生物质包括各种秸秆、稻壳、果壳、果树枝条及林业三剩物等，具有分别广泛、生物量大、可再生、CO零排放2及环境友好等优点，是一种十分宝贵的可持续获得的绿色资源。CHOSN48.57.843.00.040.07国内外生物质利用的方法很多，如用作饲料、直接还田、造纸或人造板等工业的原料及能源化利用。目前

2、生物质能源利用的主要途径有直接燃烧、热化学法（气化、热解、直接液化）、生化法（水解、发酵、沼气技术）、化学法（间接液化、酯化）、物理化学法（压缩成型）等。上述方法在将生物质转化为能源的过程中，有的需要消耗大量的外加能源、有的不能达到无害化处理会造成二次污染、有的转化效率低、还有的投资大、工业化生产还存在一定困难，真正投资较少、技术成熟、经济可行的生物质能源利用的方法还不多，针对上述问题我们研究了生物质能源多联产综合利用技术,即农林生物质材料热解气化同时制取固、气、液三相产品的技术。寻求一种高效、无公害、资源化利用的新方法。2、生物质能源多联产综合利用技术原理空气气化剂氧

3、化反应式为：C+O=CO22由于限氧不完全┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄原料层氧化，同时发生反应：┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄2C+O=2CO干燥层2┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄还原反应式为：氧化层C+CO=2CO2┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄C+HO=H+CO22气、液还原层C+2H2O=CO2+2H2┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄混合物CO+H2O=CO2+H2固体炭C+2H2=CH43、生物质能源多联产综合利用技术产品示意图工业用炭生活用炭农林生物质材料热解气化生物质炭有机复合肥栽培基质热水生物质可燃气气液分离土壤改良、修复剂供热肥料缓释剂发电供气生物质提取液叶面肥余热锅炉消毒杀菌、除臭

4、剂蒸汽4、经济技术指标在正常运行条件下，每吨木片可发电900kw·h，产出木炭0.20吨，提取液0.20吨；若以稻壳为原料，每吨稻壳可发电700kw·h，产出稻壳炭0.30吨，稻壳提取液0.15吨；整个加工过程不需要外加热量，且无“三废”排放。与矿物质燃料发电相比，可以有效解决因其直接燃烧造成的环境污染，可减少二氧化碳和氮氧化物和硫化物的排放。5、生物质能源多联产现场大兴安岭木片气化多联产现场二、生物质气的性能与应用1、生物质气体产品主要含有可燃成分：甲烷、乙烯、一氧化碳、氢气和不可燃成分：氮气、氧气等，其混合气体称为生物质燃气，可将其输入燃气轮机发电或直接向用户供气。

5、气体成份、热值如下：地点CH(%)CO(%)CO(%)H(%)O(%)热值（kJ/m3）4222安徽宣城2.613.514.59.51.613762900（kcal/m3）江苏常州3.019.010.09.02.03344800（kcal/m3）大兴安岭3.9419.6212.6212.350.2753001286（kcal/m3）生物质燃气发电机（500kw·h）系统三、生物质炭的性能研究与应用试验1、生物质炭性能生物质炭根据原料来源不同，可以分为木炭、稻壳炭、秸秆炭等。原料热值灰分含量挥发分含量固定碳含量/kJ/kg/%/%/%生物质炭(木片原料)301888.44

6、9.7681.80（7222kcal/kg）生物质炭(稻壳原料)1849745.355.2149.44（4425kcal/kg）秸秆炭理化性质：每kg炭中含钾53g、氮4.3g、磷2.6g，镁3.52g、微量元素铜0.015g、铁0.58g、锌0.11g，比表面积71m2/g2、生物质炭制备的速燃炭3、秸秆炭制备有机复合肥复合肥秸秆炭复合肥稻草炭豆秆炭玉米秆炭棉秆炭4、秸秆炭在农业上应用试验我们进行了秸秆炭和家禽、家畜的粪便一起制成秸秆炭复合肥（炭为10%），还田以后有如下效果：(1)秸秆炭还田，可以增加土壤孔隙度，降低土壤容重、改善土壤通气、透水状况，提高土壤最大持水

7、量，可以缓解土壤板结的难题。实验研究表明：土壤中增加4%的秸秆炭，土壤的容重（g/cm3)从1.39减少至1.20；土壤最大持水量(%)从37.71增加至41.17；土壤最大持水能力(%)从29.12增加至34.33。(2)秸秆炭还田，可以将我国农田土壤中紧缺的氮、磷、钾、镁等大量元素返回到土壤中，而且还可以补充植物所必须的铜、铁、锌等微量元素，有利于提高农作物的产量和品质。(3)秸秆炭还田，可以抑制土壤对磷的吸附，有利于磷的解吸，从而改善植物对磷的吸收利用。试验研究表明：当土壤加磷量为100mg/kg时，土壤中增加4%的秸秆以后，磷的吸