【正文】 推廣方案： 本項(xiàng)目的推廣，需要政府的大力介入，在解決新農(nóng)村建設(shè)過程中的清潔能源供應(yīng)時(shí)進(jìn)行技術(shù)和工藝的移植，通過市政投入項(xiàng)目來加大示范推廣力度。 （ 3） 國際能源機(jī)構(gòu)的有關(guān)研究表明，秸稈是一種很好的清潔可再生能源， 平均含硫量只有 1%，而煤的平均含硫量約達(dá) %。 秸稈燃燒值約為標(biāo)準(zhǔn)煤的 50%來估算，其每年預(yù)期相當(dāng)于節(jié)省了 140 萬噸 ~200 萬噸標(biāo)煤。 在北京農(nóng)村，對(duì)于 一個(gè) 4 口之家， 若 燒煤每月至少為 100 元， 若 每月使用 桔梗制得的 燃?xì)庖话悴怀^ 30 元，一年節(jié)約 740 元 。平均年齡在 40 歲左右 。 強(qiáng)大的研發(fā)能力及裝備 公司不惜重金投入研究與開發(fā)。 （ 5） 管理風(fēng)險(xiǎn) 課題建議單位已承擔(dān)了多項(xiàng)國家和北京市科研課題，并成功完成了研究，具有豐富的管理經(jīng)驗(yàn)和優(yōu)秀的管理團(tuán)隊(duì)，可有效避免管理中產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)，保證項(xiàng)目順利實(shí)施。 （ 2） 市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn) 循環(huán)經(jīng)濟(jì)已經(jīng)成為我國的一項(xiàng)基本國策，以循環(huán)經(jīng)濟(jì)為指導(dǎo)，對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行深度開發(fā)，其產(chǎn)品和工藝技術(shù)都將是市場(chǎng)中極為歡迎的。 ⑵ 建立小型熱裂解實(shí)驗(yàn)裝置，通過各種單一變量實(shí)驗(yàn)、對(duì)比試驗(yàn)、以及正交試驗(yàn)等方法，對(duì)焦油裂解的適宜溫度、壓力及焦油產(chǎn)量、氣化率等指標(biāo)進(jìn)行分析，并借助熱失重、色譜、質(zhì)譜、紅外光譜等分析儀器對(duì)裂 解氣組分進(jìn)行分析，為未來確定裂解爐的適宜工藝參數(shù)打下基礎(chǔ)。 ： 1) 原料進(jìn)料： 將秸稈加入 攪籠，攪拌粉碎 至合適的粒度后，混合空氣經(jīng)過換熱， 送入氣化 裂解設(shè)備 中 氣化 燃燒 裂解； 2) 氣化裂解設(shè)備 ：在氣化 裂解設(shè)備 中，通入空氣， 秸稈 被點(diǎn)燃后，氣化 裂解 設(shè)備溫度不斷升高；不斷調(diào)節(jié)和改變空氣的進(jìn)量， 保證 氣化 設(shè)備 溫度在 1000℃ 以 下， 從而 減少大量焦油生成； 3) 急冷換熱系統(tǒng)：從氣化裂解設(shè)備頂部采出高溫混合氣體，通過急冷后，再與通入氣化裂解設(shè)備里的空氣和原料換熱；得到熱源的空氣和原料進(jìn)入氣化裂解設(shè)備中；被冷卻的高溫混合氣體被送入油氣分離系統(tǒng)里進(jìn)行氣液兩相的分離； 4) 油氣分離系統(tǒng)：所述的油氣分離系統(tǒng)上部排出的不凝氣體被送入吸收穩(wěn)定系統(tǒng)，油氣分離系統(tǒng)底部采出的凝液作為返洗液送入到吸收穩(wěn)定系統(tǒng)中；所述 凝液 的 主要成分是焦油，大部分的焦油分離 使可 燃?xì)獾馁|(zhì)量 大幅度提高 ； 16 5) 吸收穩(wěn)定系統(tǒng)：不凝氣體中殘存的焦油組分隨同 C5+焦油返洗液從吸收穩(wěn)定系統(tǒng)底部排出，并被返送回氣化裂解設(shè)備中進(jìn)行 進(jìn)一步的裂解；而混合氣體從吸收穩(wěn)定系統(tǒng)頂部收集到，并被送入除酸除臭器中； 6) 除酸除臭器 ：在 除酸除臭器 中， 除酸除臭液 將混合氣體中易溶于水的有害氣體包括： SO H2S 等洗脫 ；最后 除酸除臭器 頂 部 產(chǎn)出高質(zhì)量的混合氣體，底 部 采集出 除酸除臭液 ；所得到的 除酸除臭液進(jìn)入 除酸除臭 液池， 在 除酸除臭 池中， 除酸除臭液 經(jīng)過加工后，再次由泵送入 除酸除臭器 中 循環(huán)使用 ； 7) 后續(xù)操作：在 除酸除臭器 頂 部 收集到的混合氣體，可直接泵入氣罐中，供客戶使用 。據(jù)此得到溫度與副產(chǎn)酸性氣體性質(zhì)之間的一些規(guī)律。據(jù)此得到最佳爐內(nèi)壓力，以實(shí)現(xiàn)氣化率最大化。 （ 2） 研究 溫度對(duì)焦油熱裂解性質(zhì)的影響：準(zhǔn)備對(duì)不同溫度對(duì)秸稈造氣過程中所產(chǎn)焦油的裂 解特性進(jìn)行單一變量實(shí)驗(yàn)。形成的新型氣化爐的連續(xù)工作時(shí)間延長到 1－ 2 年，降低能耗 20%－ 30%，增加 20%－ 30%的燃?xì)鉄嶂?，燃?xì)庵械慕褂停?C5+）降低 80%。但是得到的生物質(zhì)燃?xì)鉄嶂档?，一般只?5000KJ/Nm3左右，且生物質(zhì)氣中焦油含量高，燃料利用率低，生產(chǎn)、輸送、配給的成本較高。生物質(zhì)氣化器、制氣泵和燃?xì)鈨艋鹘M成了生物質(zhì)氣化機(jī)組。經(jīng)過 20多年努力，諸多高校和科研機(jī)構(gòu)在研制生物質(zhì)氣化技術(shù)和裝置方面已取得重大突破：生物質(zhì)氣化技術(shù)日趨完善；我國自行研制的集中供氣 和戶用氣化爐產(chǎn)品已進(jìn)入實(shí)用化試驗(yàn)及示范階段，形成了多個(gè)系列的爐型，可滿足多種物料的氣化要求，在生產(chǎn)、生活用能、發(fā) 電、干燥、供暖等領(lǐng)域得到利用。 在芬蘭凱米諾奧埃地區(qū)有個(gè)奧留化肥廠，它原以重油為原料生產(chǎn)化肥。在歐盟國家中，開發(fā)利用的所有新能源和可再生能源 (包括水電在內(nèi) )中生物質(zhì)能源已占總和的 %。 7 生物質(zhì)熱解氣化技術(shù)可以在一定程度上替代天燃?xì)獾墓?yīng)，緩解氣荒現(xiàn)象。這與北京市全國科技、文化中心的地位不相稱。全市共示范推廣生物質(zhì)氣化集中供氣工程 97 個(gè)；生物質(zhì)炊事爐45960 臺(tái)和采暖爐 7446 臺(tái)；生物質(zhì)固體成型燃料加工廠 19 個(gè)。 近年來，北京市委、市政府也對(duì)生物質(zhì)能技術(shù)在北京郊區(qū)發(fā)展非常重視并給予了很大投入，把農(nóng)村生物質(zhì)能利用作為新農(nóng)村建設(shè)的重點(diǎn)工作，北京開展生物質(zhì)資源利用的工作走在全國前列，促進(jìn)了京郊生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。 5 一、課題的目的、意義及必要性 能源一直是困擾世界各國經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要因素?！懊芗?jí)”一經(jīng)確定必須嚴(yán)格按照 該級(jí)別 “ 密級(jí) ” 文件管理規(guī)定執(zhí)行。打印后的課題實(shí)施方案不得再行修改 。 《 北京市科技計(jì)劃項(xiàng)目（課題）經(jīng)費(fèi)管理辦法》編寫，對(duì)于虛假編制等違規(guī)行為，一經(jīng)查實(shí)，將記入信用記錄。生物燃?xì)馐黔h(huán)保、節(jié)能、可持續(xù)發(fā)展的能源利用和供給方式，因此，發(fā)展農(nóng)村生物質(zhì)能源是中國農(nóng)村發(fā)展長期戰(zhàn)略的重要組成部分，中國政府對(duì)可再生能源的開發(fā)利用高度重視，中國利用亞行貸款中國農(nóng)村能源生態(tài)建設(shè) 項(xiàng)目以及地方政府的秸稈氣化等項(xiàng)目支持了農(nóng)村生物質(zhì)能源發(fā)展。由此可見，北京市的農(nóng)林生物質(zhì)資源相當(dāng)豐富。但是生物質(zhì)燃?xì)庾鳛橐豁?xiàng)新技術(shù)，推廣和應(yīng)用還存在一些問題，導(dǎo)致目前秸稈氣化集中供氣工程在用的僅有 78 處，正常使用率僅為 60%，嚴(yán)重影響了農(nóng)村生物質(zhì)能的應(yīng)用和生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展，抓住瓶頸技術(shù)問題，科技攻關(guān)，突 破難點(diǎn)，才能進(jìn)一步推進(jìn)生物質(zhì)能在新農(nóng)村中的廣泛應(yīng)用。如果北京 市在 秸稈 氣化技術(shù)及市場(chǎng)中占 40%，則 本項(xiàng)目的研究 可以為北京 市 貢獻(xiàn) 400 億的 產(chǎn)值 。在發(fā)達(dá)國家，生物質(zhì)作為能源的利用，多采用高投入、高產(chǎn)出的方式，建設(shè)大型的生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化工程，將傳統(tǒng)的生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為現(xiàn)代能源利用。在 1986年前建成的 4個(gè)示范工廠規(guī)模為 ～ 12t/d，氣化爐均為流化床氣化爐，用氧氣或水蒸氣作氣化劑 ,產(chǎn)出中熱值可燃?xì)?,濾出雜質(zhì)和焦油后 ,再脫除 CO2， N2， CH4以及其它碳?xì)浠衔铮缓笤谝欢▔毫ο?，?CO和 H2O反應(yīng)生成 H2，將 CO和 H2按 1： 2的比例混合導(dǎo)入合成反應(yīng)器 ,加入催化劑，合成甲醇。每噸泥炭產(chǎn)出的氣體經(jīng)凈化后可得到 925m3的 CO與 H2的混合氣，再此氣體與 N2合成氨，進(jìn)而生產(chǎn)出農(nóng)用化肥。 現(xiàn)有的 秸稈氣化 工藝 過程 污水水空氣和秸稈 氣 化 爐 水 洗 器除水系統(tǒng)氣 罐用 戶現(xiàn)有秸稈氣化技術(shù)流程示意圖 現(xiàn)有的生物質(zhì)氣化集中供氣系統(tǒng)由生物質(zhì)氣化機(jī)組系統(tǒng)、燃?xì)廨斉渌拖到y(tǒng)和用戶燃?xì)庀到y(tǒng)三部分組成。 焦油問題一直是困擾大中型生物質(zhì)氣化工程的瓶頸。 （ 1）開展現(xiàn)有秸稈氣化爐和秸稈氣化除焦油工藝的研究，找出焦油形成的主要因素，并研究解決辦法，在此基礎(chǔ)上形成秸稈氣化的新工藝，研究和提出新型氣化爐的標(biāo)準(zhǔn)和秸稈氣化除焦油工藝新標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)出適合該新工藝的新型氣 化爐。從而使其造氣的主反應(yīng)轉(zhuǎn)化率降低，而生成小分子烯、炔烴的反應(yīng)轉(zhuǎn)化率高。由此可見，爐內(nèi)過高的溫度在降低氣化效率的同時(shí)也提高整個(gè)系統(tǒng)焦油含量。 （ 7） 研究 氣化爐結(jié)構(gòu)對(duì)系統(tǒng)氣化率的影響：氣化爐出口溫度仍然較高，在這樣的高溫下，大部分焦油分子主要以氣態(tài)存在，旋分只能將少部分以液態(tài) 形式存在的焦油分子與燃?xì)膺M(jìn)行分離，而對(duì)其余焦油分子無能為力，這部分焦油分子夾雜在燃料氣中，隨著溫度的降低，慢慢的沉積在輸氣管道上，造成了堵塞。 14 表 2 新技術(shù)、改造 技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)裂解產(chǎn)物組成對(duì)比 物質(zhì) N2 CO H2 CO2 O2 CH4 C2H4 C3H6 C15 C25 組成（新技術(shù)） V% % % % % % % % % % % 組成（改造 技術(shù)）V% % % % % % % % % % % 組成（現(xiàn)有） V% % % % % % % % % % % 隨著秸稈裂解量的提高，裂解氣中小分子可燃烴的產(chǎn)率都將提高，這些可燃物產(chǎn)率的提高可以大幅增加整個(gè)燃?xì)庀到y(tǒng)燃?xì)鉄嶂怠? ： 1) 原料進(jìn)料： 將秸稈加入 攪籠，攪拌粉碎 至合適的粒度后，混合空氣經(jīng)過換熱， 送入 氣化設(shè)備 中 氣化 燃燒 裂解； 2) 氣化設(shè)備 ：在 氣化設(shè)備 中，通入空氣， 秸稈 被點(diǎn)燃后， 氣化 設(shè)備溫度不斷升高；不斷調(diào)節(jié)和改變空氣的進(jìn)量， 保證 氣化 設(shè)備 溫度在 1000℃ 以 下， 從而 減少大量焦油生成； 3) 急冷換熱系統(tǒng)：從氣化設(shè)備頂部采出高溫混合氣體，通過急冷后，再與通入氣化設(shè)備里的空氣和原料換熱；得到熱源的空氣和原料進(jìn)入氣化設(shè)備中；被冷卻的高溫混合氣體被送入油氣分離系統(tǒng)里進(jìn)行氣液兩相的分離； 4) 油氣分離系統(tǒng)：所述的油氣分離系統(tǒng)上部排出的不凝氣體被送入吸收穩(wěn)定系統(tǒng)，油氣分離系統(tǒng)底部采出的凝液作為返洗液送入到吸收穩(wěn)定系統(tǒng)中；所述 凝液 的 主要成分是焦油，大部分的焦油分離 使可 燃?xì)獾馁|(zhì)量 大幅度提高 ； 5) 吸收穩(wěn)定系統(tǒng)：不凝氣體中殘存的焦油組分隨同 C5+焦油返洗液從吸收穩(wěn)定系統(tǒng)底部 排出；而混合氣體從吸收穩(wěn)定系統(tǒng)頂部收集到，并被送入除酸除臭器中； 6) 除酸除臭器 ：在 除酸除臭器 中， 除酸除臭液 將混合氣體中易溶于水的有害氣體包括： SO H2S 等洗脫 ；最后 除酸除臭器 頂 部 產(chǎn)出高質(zhì)量的混合氣體，底 部 采集出 除酸除臭液 ；所得到的 除酸除臭液進(jìn)入 除酸除臭 液池， 在 除酸除臭 池中， 除酸除臭液 經(jīng)過加工后，再次由泵送入 除酸除臭器 中 循環(huán)使用 ； 7） 后續(xù)操作：在 除酸除臭器 頂 部 收集到的混合氣體，可直接泵入氣罐中，供客戶使 18 用。 年 七 、 課題 經(jīng)費(fèi) 預(yù)算 （預(yù)算附加說明并明確按支出科目明細(xì)安排） 課題經(jīng)費(fèi)來源： 單位：萬元