【正文】 89 聯(lián)系人 耿小強(qiáng) 聯(lián)系方式 82838989－ 8203 市科委認(rèn)定研發(fā)機(jī)構(gòu)批準(zhǔn)號(hào) 課題基本信息 課題所屬學(xué)科 新能源 課題服務(wù)的行業(yè) 生物質(zhì)能 課題所處階段類型 課題采用主要技術(shù) 的來源 成果預(yù)期表達(dá)形式 技術(shù)創(chuàng)新類型 3 4 編 寫 說 明 適用于北京市科委立項(xiàng)、市科技經(jīng)費(fèi)支持的 科技計(jì)劃 課題， 由 課題承擔(dān) 單位 依據(jù) 《北京市科技計(jì)劃項(xiàng)目管理辦 法》 提出，經(jīng)論證后 由市科委 確定 。第一次出現(xiàn)外文名詞時(shí)，要寫清全稱和縮寫，再出現(xiàn)同一詞時(shí)可以使用縮寫。我國的生物質(zhì)能極為豐富，以秸稈資源為例，預(yù)計(jì)到 2020 年，我國主要農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量將達(dá)到 億噸；預(yù)計(jì)到 2020年，我國主要農(nóng)作物秸稈產(chǎn)量將達(dá)到 9 億噸左右，其中約一半可作為生物質(zhì)能的原料。 《北京市“十一五”時(shí)期能源發(fā)展及節(jié)能規(guī)劃》指出，到 2020 年，新建固體生物質(zhì)發(fā)電 12 萬 kW，發(fā)展農(nóng)村戶用高效生物質(zhì)顆粒燃料 10 萬 t。在市政府的大力支持下，北京農(nóng)村生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展初具規(guī)模。同時(shí)，北京市秸稈氣化新技術(shù)在全國的示范作用，必然為秸稈氣化新技術(shù)在全國的廣泛應(yīng)用產(chǎn)生巨大作用。 綜上所 述，生物質(zhì)熱解氣化技術(shù)正朝著提高氣體熱值，降低焦油含量的趨勢(shì)發(fā)展。目前，在該領(lǐng)域具有領(lǐng)先水平的國家有瑞 典、美國、意大利、德國等。其工藝是將含水量為 40%左右的泥炭粉碎后，再干燥至含水量為 15%左右，喂入加壓流化床氣化爐中。 我國的生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)也有一定的基礎(chǔ)，但起步較晚，規(guī)模不大。輸配系統(tǒng)以平衡系統(tǒng)燃?xì)庳?fù)荷的波動(dòng)，并提供一個(gè)始終恒定的壓力保證用戶燃?xì)庠罹叩姆€(wěn)定燃燒。集中供氣的形式，以山東能源研究所開發(fā)的 XFL 秸桿氣化系列和大連環(huán)境科學(xué)研究院開發(fā)的 LZ 生物質(zhì)干餾氣化系列為代表，前者產(chǎn)氣率為 ，但氣體熱值較低，僅為 5000kJ/m3，而且氣體中焦油含量較高；后者氣體熱值可達(dá) 14000kJ/m3，但產(chǎn)氣率低，僅為 ，而且其主產(chǎn)品為碳，生物質(zhì)氣只是副產(chǎn)品。 考核指標(biāo)： （ 1）新型氣化爐 與現(xiàn)有的氣化爐相比較 降低能耗 20%－ 30%； 增加 20%－ 30%的燃?xì)鉄嶂?；所產(chǎn)燃?xì)庵薪褂秃拷档?80%；整個(gè)系統(tǒng)可連續(xù)操作 1－ 2 年； （ 2）提出新型氣化爐產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)及“秸稈氣化除焦油工藝”技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)； （ 3） 與現(xiàn)有技術(shù)相比， 產(chǎn)生的燃?xì)庵械慕褂秃拷档?30%。 （ 3） 研究 壓力對(duì)焦油熱裂解性質(zhì)的影響：準(zhǔn)備考察相同條件下，改變體系壓力對(duì)秸稈造氣過程中所產(chǎn)生的焦油的裂解特性的影響。 13 現(xiàn)有秸稈氣化流程中，氣化爐出口氣體先經(jīng)過冷卻設(shè)備冷卻，再進(jìn)入除焦油設(shè)備。并綜合溫度的影響，對(duì)不同反應(yīng)條件下的酸性氣體對(duì)管道的腐蝕程度作出評(píng)價(jià)。 5) 增加溶劑除酸除臭技術(shù)：相比于原工藝，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(gè)系統(tǒng)的酸性氣體和有毒氣體含量，減小了酸性氣體對(duì)管道及設(shè)備的腐蝕，為混合氣體合格出裝置提供了保證。還可以分別改變秸稈進(jìn)料的粉碎的粗細(xì)程度以及秸稈量 /進(jìn)氣量?jī)蓚€(gè)變量，考察其對(duì)可燃?xì)庵薪褂托再|(zhì)和可燃?xì)庑再|(zhì)的影響，為進(jìn)一步優(yōu)化氣化爐的工藝參數(shù)創(chuàng)造條件。 （ 3）政策風(fēng)險(xiǎn) 我國已經(jīng)將農(nóng)村生物質(zhì)能利用作為未來發(fā)展重點(diǎn)之一，并對(duì)其進(jìn)行大力支持， 符合國家《可再生能源中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》，符合北京市當(dāng)前正大力推進(jìn)的包括生物質(zhì)能在內(nèi)的新能 源的開發(fā)利用規(guī)劃；生物質(zhì) 燃?xì)?的推廣符合國家節(jié)能減排政策，符合產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃。 公司現(xiàn)有研發(fā)基地、“三劑”生產(chǎn)基地、專利設(shè)備生產(chǎn)基地、專利儀表生產(chǎn)基地，具有多種牌號(hào)和系列產(chǎn)品開發(fā)生產(chǎn)能力。 目前 金偉暉 公司具備建設(shè)各類壓力等級(jí)、溫度范圍、自動(dòng)化程度高的小型石油化工實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)裝置 的能力 ，已建成多套催化劑評(píng)價(jià)、加氫反應(yīng)評(píng)價(jià)裝置 、烴重組評(píng)價(jià)裝置、醚化評(píng)價(jià)裝置、催化裂化評(píng)價(jià)裝置、分子篩脫蠟評(píng)價(jià)裝置、原油評(píng)價(jià)裝置、減壓蒸餾評(píng)價(jià)裝置、液化氣改質(zhì)評(píng)價(jià)裝置 ，運(yùn)行良好 ， 因而完全有能力 通過研究找 到 秸稈氣 化過程中焦油產(chǎn)生的原因并找到相應(yīng)的技術(shù)處理方案。 2020 年獲中國石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會(huì)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，北京市首屆發(fā)明專利優(yōu)秀獎(jiǎng)， 2020 年獲中 國石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會(huì)技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)， 2020 年中國技術(shù)市場(chǎng)優(yōu)秀獎(jiǎng)。如果與城市居民使用液化氣相比，每戶每月一瓶液化氣就需 85 元左右，其節(jié)約的價(jià)值就更加巨大。 社會(huì)效益： 25 （ 1）節(jié)約能源。 (4)充分利用資源，減少柴草堆放，改善村榮村貌。作為發(fā)明人，丁冉峰同志先后研發(fā)出 131 項(xiàng)具有原創(chuàng)性的自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)成果，并成功在中國石油等國家特大型公司的 53 套裝置上應(yīng)用，打破了目前石油煉化行業(yè)主要依賴歐美發(fā)達(dá)國家技術(shù)體系的被動(dòng)局面，填補(bǔ)了國內(nèi)空白，使國產(chǎn)石油煉化技術(shù)跨入世界先進(jìn)水平，取 得顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。應(yīng)用生物質(zhì)氣化集中供氣系統(tǒng)，徹底改變了農(nóng)民千百年來直接燒柴做飯、取暖的落后生活方式。采用傳統(tǒng)的直燃方式，平均每戶日用量 25kg，一年用量為 9125kg。研究表明，在現(xiàn)有秸稈所產(chǎn)燃?xì)庵校?1m3燃?xì)夂薪褂?10~20mg，大約 。 用現(xiàn)代高新技術(shù) 開發(fā) 充分 利用 我國 豐富的 秸桿資源，本 研究 對(duì)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 ，對(duì) 解決人類面臨的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和環(huán)境保護(hù)的雙重壓力，對(duì)于建立可持續(xù)發(fā)展的能源系統(tǒng)，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生態(tài)環(huán)境的改善 有極大的積極作用 。公司現(xiàn)有員工 70 余人，其中研發(fā)人員、工藝設(shè)計(jì)人 員、工程技術(shù)人員占總?cè)藬?shù)的 80%以上。 該創(chuàng)新技術(shù)體系打破了目前石油煉化行業(yè)主要依賴歐美發(fā)達(dá)國家技術(shù)體系的被動(dòng)局面，使國產(chǎn)石油煉化技術(shù)跨入世界先進(jìn)水平。 針對(duì)資金方面的風(fēng)險(xiǎn)的規(guī)避措施： 為了規(guī)避自籌資金中籌集風(fēng)險(xiǎn)，按照本項(xiàng)目順利實(shí)施所需自籌資金的金額，公司財(cái)務(wù)部門制定了詳細(xì)的資金規(guī)劃，從而保證自籌資金及時(shí)到位。鑒于項(xiàng)目屬于探索性的 項(xiàng)目，因此具有一定的開發(fā)難度。 六 、課題各年度任務(wù)目標(biāo)、考核指標(biāo)及研究開發(fā)內(nèi)容完成的計(jì)劃進(jìn)度 （ 目標(biāo)、考核指標(biāo)的設(shè)定要準(zhǔn)確、細(xì)致， 按 年度可檢查、可考核，以確定下一年度的課題計(jì)劃安排 。若以 1Nm3燃?xì)庥?jì)算，新技術(shù)所產(chǎn)燃?xì)鉄嶂禐?9182KJ，改進(jìn)技術(shù)所產(chǎn)燃?xì)鉄嶂?8342KJ，而現(xiàn)有技術(shù)所產(chǎn)燃?xì)鉄嶂禐?846KJ，燃?xì)鉄嶂捣謩e 提高 %、 %。準(zhǔn)備對(duì)新爐型與舊爐型在相同條件下反應(yīng)所得可燃?xì)怏w產(chǎn)率進(jìn)行分析，并綜合其所產(chǎn)焦油數(shù)據(jù)，進(jìn)行對(duì)比篩，最終獲得新爐型的優(yōu)化指標(biāo)。準(zhǔn)備考察相同條件下，不同氣化爐溫度對(duì)出爐氣體中所攜帶焦油的含量的影響，并對(duì)焦油的構(gòu)成及產(chǎn)量進(jìn)行分析，最終得到新型氣化爐的適宜氣化溫度。這些小分子烴類在高溫下的聚合、環(huán)化反應(yīng)就可以生成焦油，堵塞系統(tǒng)管道。 （ 2）同時(shí)，對(duì)現(xiàn)有停運(yùn)的氣化爐進(jìn)行改造，在原有的工藝基礎(chǔ)上，一定程度上降低焦油在可燃?xì)庵械乃嫉谋壤?，降低能源消耗，提高所產(chǎn)燃?xì)獾娜細(xì)鉄嶂担档偷獨(dú)庠诳扇細(xì)怏w中所占的比例。目前，我國使用的秸桿氣化技術(shù)，主要以固定床為主。新型生物質(zhì)氣化機(jī)組系統(tǒng)由原料輸送機(jī)、氣化爐反應(yīng)器、重力除塵器、一級(jí)冷卻器、二級(jí)精洗器、制氣泵、氣水油分離器、射流集 焦器、復(fù)式精細(xì)凈化器及附屬設(shè)備十部分組成；燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)包括儲(chǔ)氣罐、輸配系統(tǒng)、附屬設(shè)備和燃?xì)夤芫W(wǎng)；用戶燃?xì)庀到y(tǒng)由燃?xì)獗怼㈤y門、低熱值燃?xì)庠罹叩冉M成。該廠還用泥炭與木屑的混合物作原料進(jìn)行過試驗(yàn)，也獲得了成功。德國已廣 泛使用含 1%～ 3%甲醇的混合汽油，內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)無須做大的改動(dòng)，其輸出功率近似于燃用純汽油的內(nèi)燃機(jī)的輸出功率。例如，美國在 1992 年就大約有 1000 個(gè)利用木材氣化的發(fā)電廠，運(yùn)行裝機(jī) 650 萬千 瓦，年發(fā)電 42 億千瓦時(shí)，發(fā)電成本 46 美分每千瓦時(shí)，每千瓦投資20203000 美元，美國加州電力供應(yīng)的 40%來源于生物質(zhì)發(fā)電，目前，生物質(zhì)動(dòng)力工業(yè)在美國已成為僅次于水電的第二大可再生能源。 因此，通過對(duì) 秸稈氣化 過程中焦油處理工藝 進(jìn)行 研究 ，建立 秸稈氣化 重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室及企業(yè)技術(shù)中心，進(jìn)而推動(dòng) 秸稈氣化 工藝 及設(shè)備技術(shù)進(jìn)步，迫在眉捷，很有必要。 北京市在秸稈氣化新技術(shù)的研究與應(yīng)用方面是一個(gè)空白。但是目前，除了少量生物質(zhì)用 于農(nóng)民生活燃料外，基本上都廢棄或焚燒了，既浪費(fèi)了資源又污染了環(huán)境，亟待開發(fā)適應(yīng)于首都北京資源及其分布特點(diǎn)的生物質(zhì)能利用技術(shù)與裝備。 生物質(zhì)燃?xì)馐峭茝V農(nóng)村生物質(zhì)能發(fā)展的良好的切入點(diǎn)。 正本 一式 五 份 （ 市科委三份，主持單位一份，承擔(dān)單位一份） ， 由課題承擔(dān)單位負(fù)責(zé)人 和課題負(fù)責(zé)人 親筆簽署意見，經(jīng)項(xiàng)目主持單位審查后， 報(bào)送 市科委 (地址：北京市西城區(qū)西直門南大街 16 號(hào)，郵政編碼： 100035)。 3.“ 課題 編號(hào) ” 和“課題所屬項(xiàng)目” 由市科委確定。 “ 密級(jí) ” 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(xiàng)目主持單位審核，市科委 確定 。 (本方案正本應(yīng) 刪除 說明內(nèi)容 )。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(shí)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(fèi)用支出，減輕農(nóng)民負(fù)擔(dān)（以 3 口人之家計(jì)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）。 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。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。 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”。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(fèi)中已分別占到 40%、 16%和 10%。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(jìng)爭(zhēng)。 從 80年代初