【正文】 距兗石鐵路 3。**是魯南交通運輸樞紐，居于魯南蘇北交通要道，有“魯南交通咽喉” 之稱，市內有京滬、日東高速公路通 過，兗石鐵路、膠新 鐵路橫穿全境。2022 年 3 月，被批準為省級經濟開發(fā)區(qū)。 蒸汽本裝置熱解過程中的氣化介質主要是蒸汽，本項目新建一臺 6噸/H 的燃氣鍋爐，產生的蒸汽和熱解過程中副產的部分蒸汽能滿足裝置的需求。為節(jié)約用水，降低產品生產成本，本裝置生產工藝中盡量將水循環(huán)使用。剩余少量為職工生活用水。 動力供應包括兩部分：對秸稈制氣生產裝置的供應；對公用工程和輔助設施的供應。從全省看來，目前仍有 46％左右農作物秸稈尚未得到合理利用，秸稈還田與綜合利用仍有很大的發(fā)展空間。山東省是一個農業(yè)大省，是我國重要的糧食作物主產區(qū)，也是秸稈資源最豐富的省份。許多企業(yè)在生產產品的過程中，也產生了各種大量的生物質廢料，如紙廠麥草篩選廢料、中藥渣、蔗渣、糠醛渣、木屑、稻殼等，已成為較難處理的生物質垃圾。有關部門曾多次發(fā)文禁止焚燒秸稈，但一直未能杜絕這一現象，而且在一些地區(qū)甚至有愈燒愈烈之勢。表 51 秸稈氣生產原料供應情況序號 品種 單位 單 耗 年用量 (t) 來源１ 秸稈 T/h 150000 外購 原料來源的可靠性我國農村每年就有各類農作物秸稈 6 億多噸，除用于畜牧飼料、還田肥料、工業(yè)原料及直接燃用秸稈作為農民的炊事燃料以外，出現了剩余成災的現象。在裝置中使用的各種材料及各類閥門、管件、配件、儀表等均按各自相應的標準確定的范圍來選用和設計。對非標設備的制造，應符合設備制造方面的有關規(guī)定，對壓力容器還應遵循“壓力容器安全 監(jiān)察規(guī)程” 的 規(guī)定。 標準化在生產裝置的設計、制造、安裝過程中，均執(zhí)行國家和有關部門的標準、 規(guī)范和規(guī)定。 設置可燃氣體檢測報警系統(tǒng)，監(jiān)視裝置區(qū)可燃氣體濃度，當達到預報及報警設定值時，發(fā)出聲光報警，確保裝置安全生產。 本工程設置集中控制室和電子設備間，實現全 CRT 監(jiān)控。根據不同介質和工況，分別選用年產 5 億立方米新型秸稈雙床熱解制氣工程可行性研究報告.套筒、單座、雙座等調節(jié)閥，并對閥門內件材質作了相應考慮。自動分析儀表選用帶取樣預處理裝置、分析機柜和標準樣氣的成套分析系統(tǒng)。對一般性工藝介質，選用差壓變送器。集中測量時，采用壓力變送器；就地測量時，根據不同的工藝介質，分 別選用普通壓力表、隔膜壓力表、防腐壓力表等。 量或經濟 核算的參數設積算。 程影響不大，但需 經常監(jiān)視的參數 設指示。本工程自控水平依下列原則確定： 程影響較 大，需隨時監(jiān)控的參數 設調節(jié)。 主要設備的選擇根據新型秸稈雙床熱解制氣工藝條件及物料衡算，通過計算，主要設備規(guī)格見下表：工程主要設備設施一覽表序號設備名稱 規(guī)格型號 數量 材質 備注1 氣化爐 22 旋風分離器 23 螺旋給料機 84 焦油裂解器5 水洗塔 16 電捕焦油器年產 5 億立方米新型秸稈雙床熱解制氣工程可行性研究報告.7 煤氣壓縮機8 羅茨鼓風機 29 余熱鍋爐 110 引風機 211 布袋除塵器 1 套12 鍋爐 6 噸/H 113 內燃機組 500kw 2 原材料、輔助材料和動力消耗定額 表 41 秸稈 氣生產裝置消耗定額表序號 項 目 消 耗１ 秸稈 2 一次水 50t/h 自控技術方案 依據的原則本設計吸收了同類生產廠家自動控制方面的成功經驗，并考慮國內外新型儀表的發(fā)展和實際應用，設置了較完善的檢測自動控制系統(tǒng)及必要的信號連鎖保護系統(tǒng)。秸稈密度不足 200kg/m3 .是熱載體密度的 1/4 左右，兩者能否充分的混合均勻時提高燃氣產量和質量的關鍵，因而必需選擇合適的氣力輸送方案，同時注意一下幾個方面：，避免空氣的 進入；，避免煙氣和燃氣混合； 通入松動風 ，但要注意避免引起爆炸。本裝置采用了秸稈雙床熱解制氣工藝，采取了兩種焦油減年產 5 億立方米新型秸稈雙床熱解制氣工程可行性研究報告.量的措施：調整熱解室的熱解溫度和采用催化劑進行催化裂解。 本裝置關鍵技術點 （1）減少焦油產量。 工藝技術方案（1）本裝置吸收了循環(huán)流化床的成熟技術，使快速床（燃燒器）和瀑流床（熱解器）之間熱載體的循環(huán)得到了保證；（2）運行參數可根據以往煤熱解的經驗和實驗室秸稈臺架熱解試驗的數據確定；（3）根據實驗室秸稈熱解焦油重整的參數和焦油裂解催化劑的試驗，取得了焦油重整器的操作參數；（4）根據燃氣組成和焦油裂解數據，即可確定燃氣凈化系統(tǒng)。表 1 系統(tǒng)熱量平衡計算表名稱 項目 數值 項目 數值秸稈帶入的熱量 26550 空氣帶入熱量 203石英砂帶入凈熱量 6111 煤帶入熱量 14200總放熱 32661 焦炭帶入熱量 5394秸稈灰?guī)С鰺崃?411 秸稈灰入熱量 411半焦帶出熱量 5394 總放熱 20208燃氣帶出熱量 12903 煙氣帶出熱量 7913焦油帶出熱量 7735 石英砂吸熱 12221水蒸汽帶出熱量 6231 總吸熱 20224總吸熱 32674 誤差 0．04熱解室誤差% 燃燒室 工藝技術概況 工藝技術特點（1）整個秸稈熱解處理過程連續(xù)性強，處理量大，便于實現工業(yè)化推廣；（2）秸稈熱解處理能源回收率高，相對生活垃圾而言，氯含量很少，可避免二惡英等有毒物質的生成，利于環(huán)保；（3）采用快速床燃燒和自行研發(fā)設計的瀑流床熱解相結合，以年產 5 億立方米新型秸稈雙床熱解制氣工程可行性研究報告.循環(huán)固體顆粒物料為熱載體解決了秸稈熱解的供熱問題，同時加強了原料在熱解室中的傳熱；（4）熱解室中采用獨特的導向隔板設計，增加了原料在熱解室中的停留時間，使熱解反應進行得更加徹底；（5）利用 2 個反應器的高度差，采用上下 2 個非機械控制閥解決了熱載體的輸送問題，避免了機械部件的使用，提高了系統(tǒng)的可靠性。由于秸稈的發(fā)熱量不足以保持整個系統(tǒng)的熱量平衡,需要在快速床中加入的煤量為 。在這套系統(tǒng)中，物料平衡通過上下 2 個非機械控制閥的操作控制得以保證，使得系統(tǒng)在高溫下能夠正常運行；熱量平衡由秸稈熱解產物焦炭的燃燒放熱予以保證，必要時可加入少量煤作為輔助燃年產 5 億立方米新型秸稈雙床熱解制氣工程可行性研究報告.料。在熱解室中，間隔布置傾斜一定角度的導向隔板，讓循環(huán)熱載體和秸稈沿著導向隔板以瀑流方式向下流動，故稱之為瀑流床。（5）在非機械控制閥混料器中，高溫循環(huán)物料與秸稈混合，重復步驟 1 所述的過程，實現熱載體的物料循環(huán)。（3）固體產物焦或半焦在快速床燃燒室中燃燒釋放熱量，加熱循環(huán)熱載體，燃燒室密相區(qū)溫度為（850~1000）℃ ，出口煙氣溫度為（800~950）℃。秸稈與高溫循環(huán)熱載體混合后一起進入熱解室，沿導向混料器 熱解室回料器燃燒室年產 5 億立方米新型秸稈雙床熱解制氣工程可行性研究報告.隔板以瀑流方式向下流動，在熱解室中的停留時間為（1~3）min ，生成揮發(fā)分氣體和固體產物焦或半焦，熱解反應溫度為 700℃左右。 炭+CO2+CO+H2＜250℃生物質 炭+焦油+CO2+CO+H2O+H2+CH4＞400℃ H2+CH4+CnH＞700℃年產 5 億立方米新型秸稈雙床熱解制氣工程可行性研究報告. +停留 時間 圖 1 熱分解機理模型氣化過程生物質氣化的過程很復雜，隨著氣化裝置的類型、工藝流程、反應條件、氣化劑種類、原料性質等條件的不同，反應的過程也不同，這些過程的基本反應包括： C + O2 CO2 + Q 2C + O2 2CO + Q C + H2O CO + H2 Q C + 2H2O CO2 + 2H2 + Q CO + H2O CO2 + H2 Q C + CO2 2CO Q C + 2H2 CH4 + Q其中+Q 為放熱反應 ，Q 為吸熱反應。熱解過程包含許多復雜的反應，機理的確定是從產物之間的關系著手的。熱解過程熱解是指固體生物質在缺氧條件下受熱分解，形成氣體、焦油、炭等產物的過程。 熱解氣化原理生物質由于具有揮發(fā)組分高、硫和灰的含量低等特性，是理想的氣化原料。 本項目擬采用新研究設計出的新型秸稈雙床熱解制氣工藝。第二種是干餾熱解法，即把秸稈放在熱解爐中進行隔絕空氣干餾，獲得以 CHH2 為主的中 熱值可燃氣，供農民生活用氣，同時獲得人造木炭和木焦油等工業(yè)產品。 五”開始，國家有關部門加大了這方面的工作力度，相繼建立了幾百個秸稈氣化示范點，其工藝路線可歸納為三種。 生產方法及工藝過程 生產工藝簡介及工藝路線的選擇出現“秸稈 焚燒問題”后，有關部門力圖采取生物 質能轉化技術，提高燃料質量，從而提高使用秸稈作燃料的積極性。項目所在地小麥和玉米種植面積廣大，秸稈利用率低，原料來源就近易得，價格低廉?！　　　☆w粒燃料是利用秸稈通過顆粒成型機加工而成，是制造燃氣的專用燃料。木柴含灰分量最低，只有 2％，因此，十天半月才需要出灰。　　　　比較柔軟的野草可與木柴混用，亦可與粉碎料混用， 單獨使用達不到造氣所需要的密度?！　〉練?，是稻谷加工大米后的產物，呈顆 粒狀，是一種很好的造氣燃料，但進風量要控制?！　?、稻殼　　稻草，為稻谷收割時副主物，含灰分 14％，是秸稈中含灰分量最高的一個品種，單獨使用，可造氣，但燃氣質量差，建議一般不單獨使用，混合使用比例不宜太大?！　?、秸稈　　玉米芯，玉米秸稈是一種優(yōu)質造氣原料，使用方法：直接使用玉米芯或切碎的玉米稈，產氣呈紫紅色火焰?！　　６倩▌t需與粉、塊料混用?！　∨倩ā獮榧揖邚S，木地板磚廠的下腳料， 為卷葉狀。目前，可以用于制取秸稈氣的原料主要如下：、竹屑、刨花　　木屑——為據木加工廠的下腳料，成粉狀， 車木加工廠的下腳料為碎屑，成塊、粒狀。根據我國地理分布和氣候條件，南方地區(qū)水域多、氣溫高，適合水稻、甘蔗、油料等農作物生產，北方地區(qū)四季溫差大，適合玉米、豆類和薯類作物生長，故播種面積大于其他地區(qū)。本項目采用當地豐富的原料資源，以秸稈為主要原料，建設秸稈氣化技術生產裝置，具有原料充足、就近易得、廉價等優(yōu)勢，可充分利用的可再生生物質能源。，能為當地社會聲譽 勞動力提供部分就業(yè)機會。 場前景較 好，生產技術先進，工 藝成熟可靠、環(huán)境污染小或無污染，不會對環(huán)境造成危害，符合國家產業(yè)發(fā)展政策。本項目的建設符合國家最低綜合利用經濟規(guī)模的政策要求，同時符合山東省化工行業(yè)鼓勵規(guī)模的要求，根據本報告前述對國內秸稈的剩余量的研究，同時結合當地原料及水、電、汽等現狀確定上述產品方案，有以下特點： 先進，生 產成本低，符合政府的政策扶持，投 資風險低。裝置綜合生產能力為年產秸稈氣 億立方，年工作天數為330 天。秸稈氣化技術也非常適合世界上農業(yè)、農村、農民及能源狀態(tài)與我國類似的非洲、東盟等國家,秸稈氣化技術及設備有良好的出口前景。結 合項目所在地的實際情形，本項目可行性研究報告中秸稈氣的價格定位 1 元/方。 產品價格分析本項目為年產 億方秸稈氣，配套建設 6 噸燃氣鍋爐和 2 臺500KW 內燃 發(fā)電機組 ，供廠區(qū)生產生活的 熱電需求。按照每噸秸稈 100 元的收購價測算，將帶動農戶增收 2022 多萬元/ 年；與同等規(guī)模的燃煤火電廠相比，一年可節(jié)約 l0 萬多噸標準煤。河北晉州(125MW)和山東單縣(124MW)兩個示范項目都將引進丹麥 BWE 公司的世界先進秸稈發(fā)電 技術，龍基電力有限公司作為項目投資和項目實施單位，在當地做了大量的前期調研，力爭在吸收丹麥 BWE 先進技術的基礎上，開 創(chuàng)出一條符合中國國情的新路。各級政府在招商引資中也都把秸稈發(fā)電作為一個重頭戲，秸稈發(fā)電概念在資本市場也開始活躍。秸稈發(fā)電是秸稈優(yōu)化利用的最主要形式之一。該工藝自動化程度較高,氣化效率 60%～ 80%,可燃氣體 熱值 170～250 MJ產生的可燃氣體 經冷卻器降溫后 ,進入氣液分離器 ,除去水和焦油 ,過濾后可得純凈可燃氣體。這種方法改變了生物質原料的使用形態(tài)，方便衛(wèi)生,在農村家庭使用秸稈燃氣,能量轉換效率是固態(tài)生物質直接燃燒的 3 倍。再去除可年產 5 億立方米新型秸稈雙床熱解制氣工程可行性研究報告.燃氣體中的灰分、焦油等雜質,可燃氣體通過管網送入用戶燃燒時,能量就釋放出來。 生產狀況 目前,全國已建成秸稈氣化集中供氣工程 539 座,大致分布在山東、四川、云南、河南、河北、廣西、黑龍江、吉林、遼寧、安徽、江蘇、湖北、新疆等省區(qū)。許多國家都制定了相應的開發(fā)計劃，如日本的陽光計劃、印度的綠色能源工程農場和巴西的酒精能源計劃等。根據《可再生能源法》以及《可再生能源產業(yè)發(fā)展指導目錄》都將秸稈制取燃氣和發(fā)電列為技術研發(fā)和推廣應用的項目。 秸稈氣化站的運行管理必須引入市場化的運營管理機制，即秸稈氣化站的運營必須是贏利的，對其運行不能補貼。 秸稈氣化集中供氣工程的建設是農村經濟和社會發(fā)展的要年產 5