秸稈能源利用技術(shù)

1、秸稈能源利用技術(shù)一 秸稈生物氣化 秸稈生物氣化技術(shù)又稱秸稈沼氣技術(shù)，是指以秸稈為主要原料，經(jīng)微生物厭氧發(fā)酵作用生產(chǎn)可燃?xì)怏w沼氣的秸稈處理利用技術(shù)。采用該項(xiàng)技術(shù)處理秸稈，能生產(chǎn)農(nóng)村急需的高品質(zhì)清潔能源，還能生產(chǎn)有機(jī)肥料。該技術(shù)按處理工藝可分為干法和濕法發(fā)酵兩類，按規(guī)?？煞譃閼粲煤凸こ袒瘍深?。其工藝流程如下：1.戶用秸稈沼氣 （1）粉碎 用粉碎機(jī)粉碎秸稈（稻草、麥草等），粒度10毫米。 （2）濕潤  將粉碎秸稈加水（最好是糞水）潤濕，每100千克秸稈加水量為100120千克。潤濕時(shí)間為1天左右。 （3) 混合  將潤濕好的秸稈加水（最好是糞水），與補(bǔ)充水分后的復(fù)合菌劑和碳酸氫銨

2、（簡(jiǎn)稱碳銨）混合。8立方米沼氣池菌劑用量1千克，碳銨用量5千克，加水量為100千克，秸稈補(bǔ)加到185200千克（用手捏緊，有少量的水滴下，保證含水率為65%70%）。肉眼觀察以地面不能有水流出為止。 （4）生物預(yù)處理  池外預(yù)處理：將拌勻的秸稈收堆，寬度為1.21.5米，高度為11.5米（按季節(jié)不同而異）。生物預(yù)處理時(shí)間夏季34天，冬季46天。一般情況下，當(dāng)堆內(nèi)溫度達(dá)到50并維持3天、堆內(nèi)秸稈長(zhǎng)有白色菌絲時(shí)即入池。池內(nèi)預(yù)處理：將拌勻的秸稈入無水的沼氣池進(jìn)行生物預(yù)處理，注意將原料適當(dāng)踏實(shí)，池口要覆蓋好。 （5）接種  將生物預(yù)處理好的秸稈入池，加入接種物，同時(shí)加碳酸氫銨（無糞

3、便的情況下）。加入接種物的量為料容的20%30%，碳酸氫銨量為810千克（有糞便時(shí)可不加或少加），加水量為沼氣池的常規(guī)容量（總固體濃度為6%8%）。若采用干發(fā)酵工藝，秸稈經(jīng)生物預(yù)處理后不需加水，加接種物即可。 （6）啟動(dòng)  密封沼氣池池口，然后連續(xù)放氣13天。從放氣的第二天開始試火，直至能點(diǎn)燃并且火苗穩(wěn)定即可正常使用。2.大中型秸稈沼氣技術(shù)（覆膜開放槽干法厭氧發(fā)酵）工藝流程    好氧預(yù)處理升溫  將物料堆入發(fā)酵槽，進(jìn)行好氧預(yù)發(fā)酵，待物料升溫后，將厭氧舊料或由專用菌種制備系統(tǒng)生產(chǎn)的菌種混入。    厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣

4、  在發(fā)酵槽上覆蓋柔性密封膜，使物料在密閉條件下厭氧發(fā)酵，生產(chǎn)沼氣。    好氧發(fā)酵生產(chǎn)有機(jī)肥料。厭氧期結(jié)束時(shí)，將膜內(nèi)沼氣抽空，并收起柔性密封膜，剩余物料再進(jìn)行好氧脫水處理，生產(chǎn)有機(jī)肥料。利用太陽能和生物能使物料升溫，利用深堆層物料的自保溫性能和加強(qiáng)生物反應(yīng)器保溫來維持中溫厭氧發(fā)酵溫度，同時(shí)設(shè)計(jì)燃燒沼氣的加熱系統(tǒng)用于沼氣工程冬季穩(wěn)定運(yùn)行。用翻攪機(jī)將厭氧菌種與物料混合均勻，好氧發(fā)酵階段通過翻攪為物料充氧。二 秸稈熱解氣化秸稈熱解氣化技術(shù)是將秸稈轉(zhuǎn)化為氣體燃料的熱化學(xué)過程。秸稈在氣化反應(yīng)器中氧氣不足的條件下發(fā)生部分燃燒，以提供氣化吸熱反應(yīng)所需的熱量，使秸稈在

5、700850左右的氣化溫度下發(fā)生熱解氣化反應(yīng)，轉(zhuǎn)化為含氫氣、一氧化碳和低分子烴類的可燃?xì)怏w。秸稈熱解氣化得到的可燃?xì)怏w既可以直接作為鍋爐燃料供熱，又可以經(jīng)過除塵、除焦、冷卻等凈化處理后，為燃?xì)庥脩艏泄猓蛘唑?qū)動(dòng)燃?xì)廨啺l(fā)電機(jī)或燃?xì)鈨?nèi)燃發(fā)電機(jī)發(fā)電。1.秸稈氣化供熱。秸稈氣化供熱是指秸稈經(jīng)過氣化爐氣化后，生成的燃?xì)馑腿胂乱患?jí)燃燒器中燃燒，為終端用戶提供熱能。秸稈氣化供熱系統(tǒng)包括氣化爐、濾清器、燃燒器、混合換熱器及終端裝置，該系統(tǒng)的特點(diǎn)是經(jīng)過氣化爐產(chǎn)生的可燃?xì)饪稍谙乱患?jí)燃?xì)忮仩t等燃燒器中直接燃燒，通常不需要高質(zhì)量的氣體凈化和冷卻系統(tǒng)，系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單，熱利用率高。以上吸式氣化爐為主。2.秸稈氣化供氣。

6、秸稈氣化供氣是指氣化爐產(chǎn)生的生物質(zhì)燃?xì)馔ㄟ^相應(yīng)的配套設(shè)備為居民提供炊事用氣。秸稈氣化供氣又分為集中供氣和單獨(dú)供氣兩種類型。 （1）秸稈氣化集中供氣  生物質(zhì)氣化集中供氣整個(gè)系統(tǒng)由燃?xì)獍l(fā)生系統(tǒng)、燃?xì)廨斉湎到y(tǒng)和用戶燃?xì)庀到y(tǒng)組成。在秸稈氣化集中供氣系統(tǒng)中，氣化爐的選用是根據(jù)不同的用氣規(guī)模來確定的，如果供氣戶數(shù)較少，選用固定床氣化爐；如果供氣戶數(shù)多（一般多于1000戶），則使用流化床氣化爐更好。秸稈燃?xì)獾臓t具與普通的城市煤氣爐具有所區(qū)別，國內(nèi)此類爐具的生產(chǎn)廠家也較多，效果也較好，可以滿足用戶要求。 （2）戶用秸稈氣化供氣  該種方式為一家一戶的農(nóng)村居民使用，戶用小型秸稈氣化爐，產(chǎn)生

7、的燃?xì)庵苯咏尤霠t灶使用，系統(tǒng)具有體積小、投資少的優(yōu)點(diǎn)。但也有明顯的缺點(diǎn)：由于氣化爐與灶直接相連，生物質(zhì)燃?xì)馕吹玫饺魏蝺艋幚?，因而灶具上連接管及氣化爐都有焦油滲出，衛(wèi)生很差，且易堵塞連接管及灶具；因氣化爐較小，氣化條件不易控制，產(chǎn)出氣體中可燃?xì)獬煞仲|(zhì)量不穩(wěn)，并且不連續(xù)，影響燃用，甚至有安全問題；從點(diǎn)火至產(chǎn)氣需要有一定的啟動(dòng)時(shí)間，增加了勞動(dòng)時(shí)間，而且該段時(shí)間內(nèi)煙氣排放也是個(gè)問題。該系統(tǒng)產(chǎn)氣量為810立方米/時(shí)，熱量41.950.2兆焦/時(shí)，燃?xì)鉄嶂荡笥?6兆焦/立方米，系統(tǒng)總效率可達(dá)30%40%。3.秸稈氣化發(fā)電 （1）小規(guī)模秸稈氣化發(fā)電系統(tǒng)  小規(guī)模氣化發(fā)電系統(tǒng)功率在2160千瓦之間

8、，氣化爐幾乎都是下吸式固定床氣化爐，因?yàn)檫@種爐具產(chǎn)出燃?xì)饨褂秃枯^低，凈化系統(tǒng)相對(duì)簡(jiǎn)單，對(duì)環(huán)境造成的危害較小。采用內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組，設(shè)備緊湊，運(yùn)行方便，適合照明或小型電機(jī)拖動(dòng)。 （2）中型秸稈氣化發(fā)電系統(tǒng)  目前系統(tǒng)功率一般在5002000千瓦，由于氣化容量較大，氣化爐采用流化床或循環(huán)流化床形式，冷卻過濾系統(tǒng)比小型系統(tǒng)完善，采用催化裂解的方法使90%以上的焦油裂解成永久性氣體，發(fā)電設(shè)備為內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組，用于并網(wǎng)發(fā)電或小工業(yè)用電，也適合秸稈較多的區(qū)域進(jìn)行發(fā)電自供。 （3）大型秸稈氣化發(fā)電系統(tǒng)  氣化爐為循環(huán)流化床或加壓流化床，凈化方式采用陶瓷濾芯的過濾器、焦油裂解爐及焦油水洗塔。

9、原料處理量大，自動(dòng)化程度高，系統(tǒng)效率高，適合工業(yè)化生產(chǎn)。4.秸稈氣化合成化學(xué)品。 指通過使用催化劑將一氧化碳和氫氣合成為甲醇、二甲醚的技術(shù)。以氧氣或水蒸氣為氣化劑，氣化爐中產(chǎn)生的中熱值可燃?xì)猓テ渲械哪窘褂偷扔袡C(jī)物，壓縮除去二氧化碳、氮?dú)?、甲烷及其他碳?xì)浠衔铮僭谝欢▔毫ο?，使一氧化碳與水反應(yīng)生成氫氣，調(diào)整一氧化碳和氫氣比例為12混合氣，導(dǎo)入合成反應(yīng)器，經(jīng)特定催化劑催化合成甲醇或二甲醚。三 生物質(zhì)固化成型燃料生物質(zhì)固化成型燃料技術(shù)是在一定溫度和壓力作用下，將各類分散的、沒有一定形狀的農(nóng)林生物質(zhì)經(jīng)過收集、干燥、粉碎等預(yù)處理后，利用特殊的生物質(zhì)固化成型設(shè)備擠壓成規(guī)則的、密度較大的棒狀、塊狀或顆

10、粒狀等成型燃料，從而提高其運(yùn)輸和貯存能力，改善秸稈燃燒性能，提高利用效率，擴(kuò)大應(yīng)用范圍。生物質(zhì)固化成型燃料技術(shù)發(fā)展至今，已開發(fā)了許多種成型工藝和成型機(jī)械。但是作為生產(chǎn)燃料，主要是干燥物料的常溫成型與熱成型。1.熱成型工藝   是目前普遍采用的生物質(zhì)固化成型工藝。其工藝流程為：原料粉碎干燥混合擠壓成型冷卻包裝。    熱成型技術(shù)發(fā)展到今天，已有各種各樣的成型工藝問世，總的看來可以根據(jù)原料被加熱的部位不同，將其劃分為兩類：一類是原料只在成型部位被加熱，稱為非預(yù)熱熱壓成型工藝。另一類是原料在進(jìn)入壓縮機(jī)構(gòu)之前和在成型部位被分別加熱，稱為預(yù)熱熱壓成型工藝

11、。兩種工藝的不同之處在于預(yù)熱熱壓成型工藝在原料進(jìn)入成型機(jī)之前對(duì)其進(jìn)行了預(yù)熱處理。但是從實(shí)際應(yīng)用情況看，非預(yù)熱熱壓成型工藝占主導(dǎo)地位。2.常溫成型工藝生物質(zhì)常溫成型工藝  即在常溫下將生物質(zhì)顆粒高壓擠壓成型的過程。常溫成型工藝一般需要很大的成型壓力，為了降低成型壓力，可在成型過程中加入一定的黏結(jié)劑。如果黏結(jié)劑選擇不合理，會(huì)對(duì)成型燃料的特性有所影響。從環(huán)保角度，不加任何添加劑的常溫成型是現(xiàn)代的主流。3.其他成型工藝  除了上述主要成型工藝外，還有炭化成型工藝。該工藝可以分為兩類，一類是先成型后炭化，一類是先炭化后成型。 （1）先成型后炭化工藝。工藝流程為：原料粉碎干燥成型炭化冷卻包裝。先用壓縮成型機(jī)將松散碎細(xì)的植物廢料壓縮成具有一定密度和形狀的燃料棒，然后用炭化爐將燃料棒炭化成木炭。這種工藝具有實(shí)用價(jià)值。 （2）先炭化后成型工藝。工藝流程為：    原料粉碎除雜炭化混合黏結(jié)劑擠壓成型干燥包裝。    先將生物質(zhì)原料炭化成顆粒狀炭粉，然后再添加一定量的黏結(jié)劑，用壓縮成型機(jī)擠壓成一