【正文】 據(jù) 《北京市科技計劃項目管理辦 法》 提出，經(jīng)論證后 由市科委 確定 。 “ 密級 ” 由 課題承擔(dān) 單位根據(jù)國家有關(guān)保密工作規(guī)定提出，項目主持單位審核，市科委 確定 。 5．本方案 各項內(nèi)容填寫應(yīng)當(dāng)實事求是， 尊重他人知識產(chǎn)權(quán)，遵守國家有關(guān)知識產(chǎn)權(quán)法規(guī)。 (本方案正本應(yīng) 刪除 說明內(nèi)容 )。 秸稈等生物質(zhì)燃料一直并將繼續(xù)成為農(nóng)村炊事的主要能源，現(xiàn)在的秸稈燃?xì)馐莻鹘y(tǒng)生物質(zhì)燃料利用的延續(xù)與變革，清潔、高效、經(jīng)濟(jì)，深受廣大農(nóng)民歡迎。生物氣化集中供氣系統(tǒng)可以改變農(nóng)民傳統(tǒng)的燒柴、燃煤、燃?xì)?(部分 )結(jié)構(gòu)，減少能源用量，節(jié)約能源；可以降低柴草用量（生物質(zhì)氣化集中供氣系統(tǒng)每戶的秸稈用量是直接燃燒柴草做飯的二十分之一），減少薪柴砍伐，且無煙塵排放，保護(hù)生態(tài)環(huán)境；可以減少柴草堆放，改善村容村貌；可以實現(xiàn)“兩人燒火，全村做飯”，改善農(nóng)民生產(chǎn)、生活條件，縮小城鄉(xiāng)差別；可以降低燃料的費用支出，減輕農(nóng)民負(fù)擔(dān)（以 3 口人之家計算，應(yīng)用生物質(zhì)燃?xì)馄骄吭掠?60 立方，每立方 元，全年為 216 元；用液化氣平均每月用 1 罐，每罐 80 元，全年 960 元；用蜂窩煤每月 120 塊，每塊 元，全年 864 元；用秸稈、柴草直燃，每月 750 公斤，每公斤 元，全年 1350 元）。據(jù)統(tǒng)計，北京市園林綠化建設(shè)廢棄生物質(zhì)資源量約200 萬 t，若全部利用，可替代 130 萬 t 標(biāo)準(zhǔn)煤或 60 萬 t 原油；年產(chǎn)各類農(nóng)作物秸稈 6 約 80 萬 t，相當(dāng)于 40 萬 t 標(biāo)準(zhǔn)煤。 截至目前，北京市生物質(zhì)資源可利用量約 880 萬噸，其中農(nóng)作物秸稈、農(nóng)產(chǎn)品加工剩余物、果樹修枝、城市木質(zhì)剩余物分別為 、 、 萬噸。 但另一方面，受制于推廣過程中存在的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等因素的制約，大量農(nóng)村生物質(zhì)利用工程往往處于帶病運行甚至被迫停運。京郊農(nóng)村秸稈氣化系統(tǒng)多采用外省市科研單位研發(fā)的技術(shù)及設(shè)備。 以 2020 年全國 秸稈 產(chǎn)量 7 億噸計，如果按照其中的 50%的秸稈氣化，假如設(shè)備的處理量為 5000 噸，那么全國需要 7 萬套設(shè)備。 另外，當(dāng)前，能源供應(yīng)緊張，特別是天燃?xì)夤?yīng)趨緊，導(dǎo)致全國局部發(fā)生“氣荒”。我國秸桿資源豐富，本課題對充分利用這些資源、緩解能源緊張、提高能源品位、改善環(huán)境質(zhì)量、提高人民生活水平等諸多方面具有重要意義。生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)代能源的利用在美國、瑞典和奧地利的基本能源消費中已分別占到 40%、 16%和 10%。美國近年來在生物質(zhì)熱解氣化技術(shù)方面有所突破，研制出了生物質(zhì)綜合氣化裝置 燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)成套設(shè)備，為大規(guī)模發(fā)電提供了樣板。生物質(zhì)氣化合成甲 8 醇的技術(shù)目前已達(dá)到了投產(chǎn)的水平，但其產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性尚不能與石油化工和煤化工相競爭。氣化劑采用氧氣和水蒸氣的混合氣體，反應(yīng)溫度為 750～ 950 ℃， 泥炭喂入量為 23t/h，氣化每噸泥炭需 290m3氧氣和 160kg水蒸氣。 從 80年代初，我國也開展了農(nóng)林廢棄物的生物質(zhì)氣化研究。主要是 160KW和 200KW的生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)取得小規(guī)模應(yīng)用：江蘇吳江縣生產(chǎn)的稻殼氣化爐，利用碾米廠的下腳料驅(qū)動發(fā)電機(jī)組，功率達(dá)到 160千瓦，已達(dá)到實用階段；廣州能源所開發(fā)的以木屑和木粉為原料，應(yīng) 用外循環(huán)流化床氣化技術(shù)，制取木煤氣作為干燥熱源和發(fā)電，并已完成發(fā)電能力為 180KW的氣化發(fā)電系統(tǒng)。鍘成小段的秸稈送入氣化反應(yīng)器中經(jīng)過熱解氣化反應(yīng)轉(zhuǎn)換成可燃?xì)怏w，在凈化系統(tǒng)中除去燃?xì)庵泻械幕覊m和焦油等雜質(zhì)，由制氣泵送至儲氣罐中。離開儲氣罐的燃?xì)馔ㄟ^鋪設(shè)在地下的燃?xì)夤芫W(wǎng)分配到系統(tǒng)中的每一個用戶 ，用戶打開燃器具的閥門，就可以方便的使用燃?xì)狻９潭ù补に囈话悴捎每諝鉃闅饣瘎?，這類工藝，不論是上吸式、下吸式或是平吸式的氣流方式，都有設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、易于操作、可以實現(xiàn)多種生物質(zhì)原料的熱解氣化、投資少等特點。目前，兩種爐型均只作為較小范圍的生物質(zhì)集中供氣系統(tǒng)， 要建大規(guī)模的系統(tǒng)，所帶來的一些技術(shù)及經(jīng)濟(jì)上的問題尚需解決。 課題目標(biāo)： （ 1）形成秸稈造氣的新工藝，開發(fā)出適合該新工藝的新設(shè)備，應(yīng)用于大中型氣化改造示范工程，提出一套新型氣化爐的標(biāo)準(zhǔn)和秸稈造氣除焦油工藝新標(biāo)準(zhǔn)。 （ 4）申報相關(guān)專利 5 項以上。準(zhǔn)備考察相同條件下，不同粗細(xì)程度的秸稈進(jìn)料之直接燃燒所產(chǎn)生氣體組分的物質(zhì)構(gòu)成，得到最適宜的秸稈粉碎度以獲得氣化率的最大化。期望得到未來工藝的適宜裂解壓力并對裂解產(chǎn)物及產(chǎn)量加以分析。 （ 5） 研究 爐內(nèi)壓力對所產(chǎn)焦油性質(zhì)的影響：準(zhǔn)備對不同壓力下爐內(nèi)壓力對所產(chǎn)焦油的性質(zhì)進(jìn)行單變量實驗。由此分析，冷卻系統(tǒng)的燃?xì)獠坏枰罅坷鋮s水進(jìn)行冷卻，且出冷卻系統(tǒng)的燃?xì)庖矓y帶了大量的水分，這樣的燃?xì)膺M(jìn)入除焦油設(shè)備必然導(dǎo)致設(shè)備效率低下，最終導(dǎo)致了焦油在管道內(nèi)的累積。 （ 8） 研究 溫度對氣化過程副產(chǎn)酸性氣體性質(zhì)的影響：準(zhǔn)備在相同條件下，通過分析不同氣化爐溫度下，氣化過程副產(chǎn)酸性氣體的性質(zhì)。 （ 10） 研究 秸稈量 /進(jìn)氣量對氣化過程焦油產(chǎn)量及氣化率的影響：準(zhǔn)備考察不同秸稈量 /進(jìn)氣量條件下，氣化過程所副產(chǎn)焦油的量，以及它對秸稈氣化率的影響，為未來的新工藝流程提供可靠的優(yōu)化數(shù)值。 五 、課題技術(shù)路線與實施方案 （一）、 秸稈氣化 過程中焦油處理 新 工藝研究 急冷吸收穩(wěn)定系統(tǒng)用戶 氣罐攪籠氣化裂解設(shè)備油氣分離系統(tǒng)除酸除臭器換熱秸稈氣化除焦油新工藝示意圖空氣 ： 1) 急冷技術(shù)：將氣化裂解設(shè)備中產(chǎn)出來的高溫混合氣體，急速冷卻，使部分的遇冷 15 凝液返回至氣化裂解設(shè)備中；這個措施大幅度的降低了后面混合氣體產(chǎn)物堵塞管道的可能性，同時減少了混合氣體中烯烴發(fā)生聚合反應(yīng)的幾率，增加了混合氣體中的 C1~C4含量，減少了焦油的生成； 2) 換熱技術(shù)：將送入氣化裂解的空氣和原料，同氣化裂解設(shè)備頂部產(chǎn)出的高溫混合氣體進(jìn)行換熱，降低了熱損失，能量利 用率大幅度增加，同時提高了秸稈裂解率，降低了秸稈有氧燃燒率，大幅度的增加了可燃?xì)怏w的燃燒熱值； 3) 油氣分離技術(shù)：將混合氣體通過油氣分離系統(tǒng)分離出氣體和焦油，將焦油從混合氣體中分離出來；這樣大幅度的降低了混合氣體中焦油的含量，同時為下一步的吸收穩(wěn)定系統(tǒng)提供了優(yōu)質(zhì)的吸附劑； 4) 吸收穩(wěn)定技術(shù)：用油氣分離系統(tǒng)中得到的焦油作為返洗液，對分離得到的混合氣體進(jìn)行吸收穩(wěn)定操作；經(jīng)過吸收穩(wěn)定系統(tǒng)，混合氣體中的 C5+焦油大幅度降低，避免了混合氣體中 C5+焦油含量過高導(dǎo)致的一系列堵塞現(xiàn)象；且吸收穩(wěn)定系統(tǒng)中得到的焦油被送回氣化裂解設(shè)備 中；提高了裂解剩余焦油的利用，降低了焦油的二次污染，同時也提高了焦油的脫除率； 5) 溶劑除酸除臭技術(shù)：從吸收穩(wěn)定系統(tǒng)中返洗得到的混合氣體進(jìn)入除酸除臭器中，大大降低整個系統(tǒng)的酸性氣體和有毒氣體含量，為混合氣體合格出裝置提供了保證。 6) 取消現(xiàn)有水洗工藝：將現(xiàn)有的水洗工藝改為油洗工藝，不僅降低了系統(tǒng)的水消耗量，還提高了裂解剩余焦油的利用，降低了焦油的二次污染。 注：科研周期一年以下的課題需按季度填寫 ） 年度 分年度 研發(fā)內(nèi)容、 目標(biāo)及 考核指標(biāo) 2010年 ⑴ 進(jìn)行全面細(xì)致的文獻(xiàn)、專利檢索及分析，全面了解秸稈氣化方面的國家有關(guān)政策法規(guī)，同時進(jìn)行市場調(diào)研，形成開題報告。 ⑷ 對不同溫度、壓力下模擬氣化爐實驗裝置出口燃料氣中的酸性氣體的含量進(jìn)行分析，以評估燃料氣中酸性氣體可能對管道的腐蝕程 度。但是本項目組技術(shù)人員搭配合理，既具有理論功底深厚的教授，也具有實際經(jīng)驗的高級技術(shù)人員，這是本項目成功的保證。因此，不存在政策風(fēng)險。至于政府資助資金使 22 用方面的風(fēng)險，公司首先在本項目實施方案的制定過 程中重點進(jìn)行了項目資金的使用預(yù)算，根據(jù)資金使用預(yù)算，再考慮自籌資金的情況，確定了申請政府資助的金額，并制定了詳細(xì)的政府資助資金的使用方向和計劃，嚴(yán)格遵守使用多少，申請多少的原則，嚴(yán)格按照合同規(guī)定的資金使用方向使用資金，?？顚Ｓ茫瑔为毢怂?。與中石油股份公司建立了良好的合作關(guān)系，已承擔(dān)多項中油股份公司重大科技開發(fā) 和攻關(guān)項目，在多家石化企業(yè)工業(yè)應(yīng)用取得了較好的效益。該專利技術(shù)先后在中國石油、中國 23 石化、中海油、中化集團(tuán)、中國化工集團(tuán)等國家特大型公司的 53 套裝置上許可實施，取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益 和社會效益。 配套齊全的研發(fā)團(tuán)隊及人才隊伍 金偉暉 公司屬于高新技術(shù)企業(yè)，人員構(gòu)成中具有中專以上學(xué)歷的職工占職工總數(shù)的四分之三（ 75%）以上，具有工程師以上資格的職工占職工總數(shù)的三分之一。公司員工整體素質(zhì)較高，具有碩士學(xué)位以上人員 15 人、本科 42 人，其中，教授 6 人、高級工程師 18 人、工程師 15 人。 最近三年來，課題承擔(dān)單位之一北京金偉暉工程技術(shù)有限公司先后承擔(dān)國家科委火炬計劃項目，北京市科委高成長課題項目，北京市海淀區(qū)知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)體系建設(shè)項目，北京市知識產(chǎn)權(quán)局海外知識產(chǎn)權(quán)預(yù)警等項目。 如果將 北京地區(qū)的秸稈氣化過程都 采用項目研發(fā) 工藝 ，可節(jié)約原煤（ 140200）萬噸，價值約為（ ）億元。 全國 農(nóng)作物秸稈年產(chǎn)量約為 7 億 噸， 北京是 萬噸 ，折合 萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤。 通過使用本項目中的“秸稈氣化過程中焦油處理工藝”，秸稈的氣化效率預(yù)期提高 20%~30%，使原來的秸稈總利用率預(yù)期提高到 45%左右 。應(yīng)用生物質(zhì)氣化集中 供氣系統(tǒng)，改變農(nóng)民傳統(tǒng)燃煤、能源結(jié)構(gòu)，減少傳統(tǒng)煤、液化氣的用量，節(jié)約能源，為國家的能源戰(zhàn)略服務(wù)。 采用生物質(zhì)氣化技術(shù)，平均每戶日用量 ，一年用 511kg， 是直燃用量的 ％。在可再生能源資源中，唯一可以進(jìn)行有效貯藏，運輸?shù)氖巧镔|(zhì)能，其中農(nóng)作物秸稈占 %。秸稈氣化 為廣大農(nóng)民提供方便、潔凈、安全、經(jīng)濟(jì)的生物質(zhì)燃?xì)?，對保護(hù)北京郊區(qū)的生態(tài)環(huán)境，推動北京新農(nóng)村建設(shè)，促進(jìn)北京低碳城市的發(fā)展，促進(jìn)生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展 。 丁冉峰同志具有強(qiáng)烈的社會責(zé)任感和感恩之心，捐資 175 萬人民幣支持產(chǎn)學(xué)研和老區(qū)建設(shè)，其中捐資 100 萬元人民幣，在四川大學(xué)設(shè)立丁冉峰獎學(xué)金，資助有困難的學(xué)子完成學(xué)業(yè)。 26 十 三 、課題承擔(dān)單位、參加單位、課題負(fù)責(zé)人、課題研究人員 課題 承擔(dān)單位名稱 課題參加單位 北京金偉暉工程技術(shù)有限公司 單位名稱 主要任務(wù)分工 課題負(fù)責(zé)人 姓 名 丁冉峰 性別 男 出生年月 1 身份證號 510102196411118456