单选题
1.以下哪个被认为是当前生物质气化的技术瓶颈？（5.0分）
A.水分问题
B.灰分问题
C.焦油问题
D.温度问题
我的答案：C√答对
2.固定床气化过程中，下列哪个阶段的温度最高？（5.0分）
A.干燥层
B.热解层
C.氧化层
D.还原层
我的答案：C√答对
3.下列选项属于下吸式固定床气化炉优点的是（）。（5.0分）
A.气化效率高
B.燃气热值高
C.焦油量较低
D.热利用率高
我的答案：C√答对
4.固定床气化过程中，下列哪个是生物质反应的第一阶段？（
5.0分）
A.干燥层
B.热解层
C.氧化层
D.还原层
我的答案：A√答对
5.固定床气化炉中提供主要热源的是（）。（5.0分）
A.干燥层
B.热解层
C.氧化层
D.还原层
我的答案：C√答对
6.生物质的元素组成中，与煤炭相比，下列哪个元素的含量比较高？（5.0分）
A.C
B.H
C.O
D.S
我的答案：C√答对
7.生物质气化生产的可燃气体主要用于发电。目前小型系统常采用（）气化炉和（）发电。（5.0分）
A.固定床；燃气轮机
B.流化床；燃气轮机
C.流化床；内燃机
D.固定床；内燃机
我的答案：D√答对
8.秸秆的化学组成中，下列哪个组成含量最高？（5.0分）
A.纤维素
B.半纤维素
C.木质素
D.提取物
我的答案：A√答对
9.下列哪个不属于生物质的热转化技术？（5.0分）
A.燃烧技术
B.气化技术
C.热解技术
D.沼气技术
我的答案：D√答对
10.在气化技术路线中，通常规模最小的是？（5.0分）
A.下吸式固定床
B.上吸式固定床
C.流化床
D.气流床
我的答案：A√答对
多选题
1.生物热解技术将生物质原料在隔绝空气的环境下加热，经高温分解产生可燃气体的混合物。其可燃气体主要成分包括（）。（5.0分））
A.一氧化碳
B.氢气
C.水
D.甲烷
我的答案：ABD√答对
2.生物质气化的利用形式有（）。（5.0分））
A.供热
B.发电
C.合成燃料
D.合成化学品
我的答案：ABCD√答对
3.循环流化床与鼓泡流化床相比，最大差别在于循环流化床（）。（5.0分））
A.炉内流化速度更高
B.炉内流化速度更低
C.不设置返料器
D.设置返料器
我的答案：BC×答错
4.生物质气化技术路线包括：（
5.0分））
A.下吸式固定床气化
B.流化床气化
C.上吸式固定床气化
D.气流床气化
我的答案：ABCD√答对
5.生物质在常规热裂解(慢速热解)过程中，主要产物包括下列哪些？（5.0分））
A.氧气
B.热解气
C.热解油
D.热解炭
我的答案：ABCD×答错
判断题
1.传统的生物质气化工艺，无论是固定床还是流化床所产燃气中都含有一定量的焦油。（5.0分）
我的答案：正确√答对
2.生物质气化时，气化介质有空气、富氧、氢气、水蒸气/氧气混合气等，其中在气化介质为空气时气化生成的燃气热值最高。（5.0分）
我的答案：错误√答对
3.分布式利用是当前比较适合生物质能发展的道路。（5.0分）
我的答案：正确√答对
4.双流化床气化技术将燃烧与气化反应进行分离，所产生的燃气热值比较低。（
5.0分）
我的答案：错误√答对
5.对于鼓泡流化床，分为密相区和稀相区两个明显区域。如果增大气流速度则由鼓泡床进入湍流流化床状态，此状态下密相区和稀相区的界限仍然非常明显。（5.0分）
我的答案：错误√答对
生物质气化技术概述 1. 背景 生物质气化以木头等为原料，在氧气不充足情况下，加热使木头等生物质裂解产生合成天然气，再用合成天然气加热却暖或发电。生物质气化与传统的烧木头等方式加热不同，传统烧木头、秸秆等是在氧气充足情况下燃烧，而生物质气化是在氧气不充分情况下加热。 气化的基本定义为：不完全氧化的热化学反应过程，把含碳物质转化成一氧化碳、氢气、二氧化碳及碳氢化合物如甲烷等。反应温度一般大于700?C，一般在700－1000?C 间。 生物质气化主要过程如下： 生物质预处理后→进入气化炉→加氧气或水蒸气→燃烧气化→产生的气体出来除 焦油→气体冷却→气体净化（除硫化氢、除二氧化碳）→甲烷化→合成天然气（合成气）。 合成气在此作为加热及其他燃料驱动蒸汽机及发电机发电。合成气进一步加工，比如经过费－托反应可以生成液体生物柴油。此过程在二战时，被德国比较大规模地采用，弥补石化柴油不足。 如今，生物质气化的研究与应用主要以奥地利、芬兰、英国和德国为主要国家。 2. 生物质气化主要工艺 2.1生物质气化过程发生了如下反应：
1）水－气反应：C＋H2O＝H2+CO 2）还原反应：CO2+C=2CO 3）甲烷化：C+2H2=CH4 4）水－气转换反应：CO+H2O=CO2+H2 CO热值：12.64MJ/Nm3 H2热值：12.74~18.79MJ/Nm3 CH4热值：35.88~39.82MJ/Nm3 空气、氧气和水蒸气可作为气化媒介。但不同媒介对过程与结果有不同的影响。空气便宜，但产出气的热值低；氧气贵，产出气热值高；用水蒸气做媒介产生热值与氧气相当，但也耗费比较高的热能。 2.2 生物质气化炉类型 生物质气化炉主要分三种类型，但还6~有其他个性化炉子： 1. 固定／移动床气化炉 －向上排气炉（气体与原料对流） －向下排气炉（气体与原料同方向流动） －错流移动床 2. 流化床气化炉 －循环流化床 －气泡流化床 －气流床（携带床，Entrained flow bed)
生物质电厂灰渣成分及利用前景分析 中国新能源发电网2008-07-10 10:09:00 作者:SystemMaster 来源:中国新能源发电网文字大小:[大][中][小] 本文摘要： 生物质电厂灰渣成分及利用前景分析 庄会永a,b徐永进a李军a尹锴c李永庚c李凌浩c肖兵a (a国能生物发电有限公司, 北京100032; c中国科学院植物研究所生态中心, 北京100093) 摘要对于生物质发电厂常用的18种秸秆燃料进行的高温（550℃）模拟燃烧实验表明，秸秆的平均灰分含量为9.33%，秸秆灰分的主要组成为大量不能直接利用的硅酸盐（含量为25.85%）、钙盐（含量为23.34%）以及钾的化合物（含量为17.47%）。而生物质发电厂灰分的钾含量为5.33%（变幅在4.66%～5.93%之间），远远低于高温模拟燃烧秸秆灰分中的平均K2O 含量为17.47%（变幅在9.25%～25.18%之间），与农村常用草木灰含量（5%～10%左右）的含量相持平。生物质发电厂灰分的主要组成为硅酸盐（含量为20.93%）、钾盐（含量为5.33%）以及铁的化合物（含量为1.62%）。此外，灰分中还含有锰、镁、锌、钙、硼等对作物有益的元素，其重金属含量也远远低于相应的国家环保标准。就分析结果来看，生物质能电厂燃烧后的废弃灰渣，仅能具有开发低端肥料的价值。 关键词生物质，秸秆，灰分肥料 Analysis on comprehensive composite of straws ash coming from biomass power plant H.Y. Zhuang a, b, Y.J.Xu a,J.Li a,K. Yin c, Y.G. Li c, G.M. Jiang c a National Bio-Energy CO.,LTD, No 26B, Financial Street, Xicheng District, Beijing 100032, China b Shandong Acadmey of Science,No. 19, Keyuan Road, Jinan, Shandong Province ,250014, China
第39卷 第5期2005年5月 西 安 交 通 大 学 学 报 J OU RNAL O F XI′AN J IAO TON G UN IV ERSIT Y Vol.39 №5 May2005 煤与生物质共超临界水催化气化制氢的实验研究 闫秋会,郭烈锦,梁 兴,张西民 (西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室,710049,西安) 摘要:在压力为20～25M Pa、停留时间为15～30s、NaO H添加量(质量分数)为011%、反应器外壁温度为650℃的条件下,对煤与生物质的模型化合物羧甲基纤维素钠(CMC)在超临界水环境中的催化气化制氢性能进行了研究,探讨了物料浓度、压力以及停留时间对煤与CMC共气化制氢的影响.实验结果表明:煤与CMC共超临界水催化气化制氢的主要气体产物是H2、CO2和CH4,H2的体积分数可高达60%以上;增加物料浓度、升高压力有利于提高产氢率,但延长停留时间不利于氢气的制取. 关键词:制氢;煤;羧甲基纤维素钠;超临界水;共气化 中图分类号:T K16 文献标识码:A 文章编号:0253Ο987X(2005)05Ο0454Ο04 H ydrogen Production from Co2G asif ication of Coal and Biomass in Supercritical W ater by Continuous Flow Thermal2C atalytic R eaction System Yan Qi uhui,Guo L iej i n,L i ang X i ng,Zhang X i mi n (State Key Laboratory of Multiphase Flow in Power Engineering,Xi′an Jiaotong University,Xi′an710049,China) Abstract:Hydrogen is a clean energy carrier wit hout pollution.It is significant for energy source clean2 ability and environmental p rotection to convert t he abundant coal sources and green biomass energy into hydrogen effectively and pollution2f reely.As a test sample of biomass in supercritical water(SCW),t he co2gasification performance of coal and carboxymet hylcellulo se(CMC)is investigated experimentally.The influences of temperat ure,p ressure and co ncent ration on hydrogen p roduction f rom co2gasification of coal and CMC in SCW under t he given conditions(20-25M Pa,650℃,15-30s)are discussed in detail.The experimental result s show t hat H2,CO2and CH4are t he main product gases,and t he molar f raction of hy2 drogen reaches in excess of60%.The higher p ressure and higher CMC content facilitate hydrogen p roduc2 tion,but t he p roduction is decreased remarkably in longer residence time. K eyw ords:hy d rogen p rod uction;coal;CM C;su percritical w ater;co2gasi f ication 近年来,超临界水因其优异的性能在航空航天、食品以及有机废弃物处理等领域正发挥着不可替代的作用,在能源转化领域超临界水的独特性能也日益被众多的研究机构发现和认可[1Ο6],在超临界水中将丰富的煤炭资源和绿色的生物质能源转化为清洁的氢能,具有气态产物中氢气含量高,无需对原料进行干燥,不会造成二次污染等优点.煤或者生物质在超临界水中的气化制氢已有一些研究[1Ο6],但煤与生物质的混合物在超临界水中的气化制氢鲜有报道[7].在煤与生物质共气化时,由于生物质的氢和碳的量比n(H)/n(C)高,且活性比煤的高,故可作为煤气化过程中很好的供氢剂,促进煤气化,获得更好的制氢效果.因此,本文在西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室自行研制的连续式煤与生物质共超临界水催化气化制氢装置上,研究探讨了影响煤与生物质共超临界水催化气化制氢过程与结果的主要因素及其规律. 收稿日期:2004Ο12Ο01. 作者简介:闫秋会(1965～),女,博士生;郭烈锦(联系人),男,教授,博士生导师. 基金项目:国家重点基础研究发展规划资助项目(2003CB214500);国家自然科学基金资助项目(50323001).
生物质气化制氢 Hydrogen Production from Biomass Gasification 院系: 环境科学与工程学院 专业: 环境工程 姓名: 陈健 学号: M201373228 导师: 胡智泉副教授
2013 年 12 月
摘要 在人类面临严重的能源危机与环境污染的背景下，世界各国都在致力于对洁净能源氢的开发和研究，并取得了一定的研究成果。生物质气化制氢是一项富有前景的制氢技术，已引起了世界各国研究者的普遍关注。 本文重点讨论生物质催化气化制氢的基本原理和基本过程，阐述了氢气的净化分离方法，指出目前我国生物质气化制氢存在的问题和将来的研究方向。 关键词：生物质；气化；制氢。
Abstract In the context of humans face with a series of serious energy crisis and environmental pollution，the world are committed to developing and researching clean energy, and it has made some achievements. The prospective future of hydrogen from biomass gasification makes it a major concern all over the world. This article focuses on the basic principles and fundamental processes of hydrogen from biomass gasification, describes the purification and separation method of hydrogen, pointed out that at present China's biomass gasification problems and future research directions. Key words: Biomass; gasification; Hydrogen production.
加拿大ENERKEM气化热解法生物质酒精技术简介 中国地区总代理 加拿大绿洲企业有限公司
ENERKEM气化热解技术与气化焚烧的区别?ENERKEM气化热解技术的要点是通过控制空气或者氧气的供给，使得很小部分的原材料燃烧，产生的热能供给剩余的大部分原材料的热解，是一个自动的热化学反应过程，整个气化热解过程只有10秒钟； ?热解又称干馏、热分解或炭化，是指有机物在无氧或缺氧的状态下加热，使之分解的过程。即热解是利用有机物的热不稳定性，在无氧或缺氧的条件下，利用热能使化合物的化合键断裂，由大分子量的有机物转化为小分子量的可燃气体/液体/固体的过程； ?热解和焚烧的相似之处：两者都是热化学转化过程； ?热解和焚烧的主要区别： （1）焚烧的产物主要是CO2和H2O, 而热解产物主要是可燃的低分子化合物, 气态的有H2、CO、CH4和CxHy等； （2）焚烧是固体废物中的主要可燃物质碳和氢的氧化反应, 是一个放热过程，而热解则是一个吸热过程，需要吸收大量的热量来使有机化合物分解。 （3）焚烧只能将产生的热量用来即时发电或供热，而热解的产物是燃料气及燃料油可再生利用，且易于贮存和运输。
ENERKEM技术的工艺路线
ENERKEM技术的环保优势 ?非粮作物为原材料--来源广泛--第二代生物质能源； ?原材料预处理脱水阶段可以产出饮用级别的水，生产工艺不耗水；?非发酵法工艺--节省大量水资源--亦无大量污水产生； ?可控有限燃烧为热解供热，节省能源，亦无有机物焚烧时产生的酸性气体如HCI,HF,NOx的二次污染；从而也没有酸性气体对设备的腐蚀；?热解式气化--低温缺氧热解(700度/3个大气压以下)，碳源转化充分(95%)，不产生如二恶英，呋喃等含氯高分子剧毒气体(700-850度)；?有限燃烧--无直火焚烧炉搅拌作用--极少产生含Hg,Ph,As,Pb的飞尘；?气化后可燃气体纯度高，H2/CO/CO2比例精确，氯/硫/重金属含量低，便于液化成甲醇乙醇，分离的不纯气体可再回用提纯，增加产量；?固态废渣数量少(15%)，无公害可直接填埋，亦可用于生产建材；?绿色生产体系，满足严格的北美环保排放标准。 ?出色的节能减排项目。
单选题 1.以下哪个被认为是当前生物质气化的技术瓶颈？（5.0分） A.水分问题 B.灰分问题 C.焦油问题 D.温度问题 我的答案：C√答对 2.固定床气化过程中，下列哪个阶段的温度最高？（5.0分） A.干燥层 B.热解层 C.氧化层 D.还原层 我的答案：C√答对 3.下列选项属于下吸式固定床气化炉优点的是（）。（5.0分） A.气化效率高 B.燃气热值高 C.焦油量较低 D.热利用率高 我的答案：C√答对 4.固定床气化过程中，下列哪个是生物质反应的第一阶段？（ 5.0分）
A.干燥层 B.热解层 C.氧化层 D.还原层 我的答案：A√答对 5.固定床气化炉中提供主要热源的是（）。（5.0分） A.干燥层 B.热解层 C.氧化层 D.还原层 我的答案：C√答对 6.生物质的元素组成中，与煤炭相比，下列哪个元素的含量比较高？（5.0分） A.C B.H C.O D.S 我的答案：C√答对 7.生物质气化生产的可燃气体主要用于发电。目前小型系统常采用（）气化炉和（）发电。（5.0分） A.固定床；燃气轮机
B.流化床；燃气轮机 C.流化床；内燃机 D.固定床；内燃机 我的答案：D√答对 8.秸秆的化学组成中，下列哪个组成含量最高？（5.0分） A.纤维素 B.半纤维素 C.木质素 D.提取物 我的答案：A√答对 9.下列哪个不属于生物质的热转化技术？（5.0分） A.燃烧技术 B.气化技术 C.热解技术 D.沼气技术 我的答案：D√答对 10.在气化技术路线中，通常规模最小的是？（5.0分） A.下吸式固定床 B.上吸式固定床 C.流化床
煤气化灰渣资源化利用策略研究 摘要：煤炭是我国社会经济发展重要的产业，为国民经济发展提供物质基础。 煤化工行业作为其中重要的一个环节，为国计民生提供甲醇、合成氨、天然气、 乙二醇等化工原材料。煤炭具有成分复杂、生产工艺繁琐、原料提纯困难等特点，因此煤化工也是高能耗、高污染的行业。随着人们对环保、绿色、健康理念的重视，我国煤化工行业面临巨大的机遇与挑战，能否解决好行业发展中的环境污染 问题成为制约煤化工加速发展的重要影响因素。基于此，本文就煤气化灰渣资源 化利用策略进行简要阐述。 关键词：煤气化；资源化；利用 近年来，国家提出了科学可持续发展煤化工的理念。而煤气化灰渣占煤化工 固废很大比例，对其进行综合利用是整个煤化工实现绿色可持续发展的重要因素。对煤气化灰渣进行高效合理利用，既可以消除灰渣引带来的环境危害，又可以实 现“化害为利、变废为宝”，节约资源。因此，研究煤气化灰渣资源化途径、开发 灰渣综合利用策略，有益于提高我国自主供应水平，对我国今后合理开发利用资源、保护生态环境、建设资源节约型、环境友好型社会具有重要的意义。 1 煤气化灰渣的特性 随着现代煤化工的发展，气流床气化技术逐渐成为煤气化技术的主流，主要 包括干煤粉加压气化技术和水煤浆加压气化技术两种。气流床气化技术根据煤质 的灰熔点不同，气化操作温度高达1400℃-1600℃，高温合成气夹带着灰渣经过 水浴激冷至220℃左右。灰渣分为细灰和粗渣两种，它们随着气化炉运行条件的 不同而呈现不同的外观形态。细灰为不完全反应的细颗粒，含有20%-40%残碳成分，颜色成灰黑色，比表面积15m3/g，空隙发达。粗渣的残碳含量比较低，一般在1%以下，颜色呈现棕色、灰色、黄褐色的颗粒物质。灰渣成分与气化原料煤 灰分含量、组成以及生产工艺相关，主要取决于煤中的无机矿物质、有机物成分。灰渣成分复杂，主要成分为二氧化硅，大约占39.67%；三氧化二铝大约占 26.77%；四氧化三铁大约占12.80%；氧化钙大约占9.96%；氧化镁大约占2.43%；还要一些残余碳等大约占8.37%。灰渣的化学元素除含有大量的硅、铁、铝、钙、镁、碳外，还含有少量铜、铅、汞、砷、铬、镍、锰、钡、锶等以及微量的有害 元素。另外，煤气化灰渣中还含有少量的放射性元素，比如：铀、钍等。 2 煤气化灰渣的资源化途径 灰渣的利用可以分为多种形式，包括回填结构、填筑路基等低值化形式；制 造水泥等中值化形式和土壤改良、分选化合物等高值化形式，具体形式如下： 2.1 热利用 气化细灰中含有20%-40%残碳，热值较高。在国内有很多工厂尝试将气化细 灰掺烧到锅炉中再次燃烧，但是效果不理想，主要原因为气化细灰的空隙发达， 经过普通脱水处理后，水分仍然高达50%，很难实现气化细灰的输送。宁夏神耀 科技有限责任公司开发的气化细灰脱水干化一体化成套技术是将脱水和干化过程 有机结合，可将气化细灰脱水至20%以下，既提高了细灰的热值，又可解决气化 细灰的输送问题，为气化细灰的燃烧再利用提供技术保证。气化细灰经过再次燃 烧脱碳后，碳含量可降至1%左右，为气化细灰的进一步资源化利用打开了通道。 2.2 回收多种金属 目前，欧美等国家已经成功的采用磁选和筛分等技术从煤气化灰渣中提取出 金属。还有一些工厂采用涡电流成功的分离出有色金属。
生物质气化技术 一、常见生物质气化炉类型 1、生物质气化按照使用的气化炉类型不同分为固定床气化和 流化床气化两种。固定床气化炉是将切碎的生物质原料由 炉子顶部加料口投入固定床气化炉中，物料在炉内基本上 是按层次地进行气化反应。反应产生的气体在炉内的流动 要靠风机来实现，安装在燃气出口一侧的风机是引风机， 它靠抽力（在炉内形成负压）实现炉内气体的流动；靠压 力将空气送入炉中的风机是鼓风机。固定床气化炉的炉内 反应速度较慢。按气体在炉内流动方向，可将固定床气化 炉分为下流式（下吸式）、上流式（上吸式）、横流式（横 吸式）和开心式四种类型。 a、 下流式固定床气化炉示意
气固呈顺向流动。运行时物料由上部储料仓向下移动，边移动边进行干燥与热分解的过程。在经过缩嘴时，与喷进的空气发生燃烧反应，剩余的炭落入缩嘴下方，与气流中的CO2, 和水蒸气发生反应产生CO 和H2。可以看出，下吸式气化炉中的缩嘴延长了气相停留时间，使焦油经高温区裂解，因而气体中的焦油含量比较少；同时，物料中的水分参加反应，使产品气中的H2含量增加。 b、 上流式固定床气化炉示意 气固呈逆向流动。在运行过程中湿物料从顶部加入后被上升的热气流干燥而将水蒸气带走，干燥后的原料继续下降并经热气流加热而迅速发生热分解反应。物料中的挥发分被释放，剩余的炭继续下降时与上升的CO2及水蒸气发生反应产生CO和H2。在底部，余下的炭在空气中燃烧，放出热量，为整个气化过程供热。由图2 , 可见，上吸式气化炉具有结构简单，操作可行性强的优点，但湿物料从顶部下降时，物料中的部分水分被上升的热气流带走，使产品气中H2的含量减少 横流式固定床气化炉示意
【创新案例】生物质热解气化技术 1背景 随着日益严峻的环境污染问题，各国政府都越发重视可再生能源的开发与应用。生物质气化技术作为新一代生物质利用技术，具有能源转化效率高、设备简单、投资少、易操作、占地面积小、不受地区、燃料类型和气候限制等特点，在为工业生产提供生产必须的电和热(热水/蒸汽)的同时，副产品可被用于制备炭基肥、活性炭及冶金行业保温材料等。项目环保性能和经济性能俱佳，对于降低工业生产用能成本，促进我国能源利用朝着绿色可持续方向迈进具有重要意义。 2解决方案 费曼能源采用国际领先的全新一代生物质气化技术，该技术通过精准控制热解可以将生物质转化为高品质合成气，合成气可用于燃烧生产工业生产必须的电能及热能(热水/蒸汽)，副产品生物炭具有较高的商业利用价值。由于副产品的高效利用可显著降低电能及热能的生产制备成本，在帮助工业企业实现低碳化绿色生产的同时，显著降低工业企业用能成本。目前，可利用的生物质原料包括:稻壳、竹屑、木屑、烟叶梗、山核桃壳、棕榈壳、椰子壳、玉米芯渣、甘蔗渣、柚子壳、酒糟、制药残渣、造纸剩余物、干化污泥、高聚物废弃物等。3生物质热解气化反应原理4设备示意图5技术对比与其他
生物质供热应用方式相比，生物质热解气化的优势如下:6案例根据国家及江苏省政府清洁能源替代燃煤锅炉的相关政策，江苏泰兴化工园区内的多家化工企业，急需淘汰燃煤锅炉。费曼能源作为项目所有者及实施方，以“生物质天然气”多能互补方式，以稻壳为原料，为园区企业提供热蒸汽等清洁能源，副产物稻壳炭作为保温材料销售给钢厂或有机肥公司。 项目地点：江苏泰兴项目规模：18t/h(15t/h 备用)原料用量：2.66万吨/年蒸汽产量：6.45万吨/年稻壳碳/灰分量：0.63 万吨/年客户类型：食品、化工、印染、电池等所有生产用热企业解决问题：(1)降低企业用能成本，吨蒸汽使用成本降低20元/吨以上(2)降低企业清洁化改造成本，蒸汽管网直接连通各用热企业 (3)帮助企业实现绿色生产，彻底杜绝自备锅炉环保不达标而造成的非生产性停产。技术创新：“生物质天然气”多能互补方式该项目的产品分为能源产品(热蒸汽)和副产品(稻壳炭)。其中能源产品是客户主要的需求，副产品销往附近钢厂用于熔炼工艺保温材料，为项目创造另一部分收益。稻壳炭还可进一步深加工，做成炭基肥等，真正实现(农业能源环保)循环经济生态圈。
文章编号:0253?2409(2013)07?0798?07 收稿日期:2013?06?09;修回日期:2013?06?24三 基金项目:国家科技支撑计划(2012BAA 09B 03);国家自然科学基金(51176194)三 联系作者:阴秀丽,E?mail :xlyin @https://www.doczj.com/doc/2b4478558.html, 三 生物质气化技术发展分析 吴创之,刘华财,阴秀丽 (中国科学院广州能源研究所中国科学院可再生能源重点试验室,广东广州 510640) 摘 要:生物质气化技术在世界范围内得到了广泛应用三研究综述了生物质气化技术的发展现状和应用情况,阐明了生物质气化技术目前存在的主要问题;对中国生物质气化生活供气和工业供气典型项目的经济性进行了分析,在此基础上对中国生物质气化技术应用前景进行了展望;结合中国生物质气化产业发展面临的新形势,为生物质气化产业的发展提出建议三关键词:生物质;气化技术;气化应用;现状;前景中图分类号:TK 6 文献标识码:A Status and prospects for biomass gasification WU Chuang?zhi ,LIU Hua?cai ,YIN Xiu?li (Key Laboratory of Renewable Energy ,Guangzhou Institute of Energy Conversion , Chinese Academy of Sciences ,Guangzhou 510640,China ) Abstract :Biomass gasification for energy utilization has been wildly used.The development and applications of biomass gasification technologies were reviewed in this paper.Special attention was paid to major problems encountered in practical use.A comparison of economical performances of gas supply for livelihood and industry was made.The prospects of biomass gasification in China were put forward.Taking into account the new situation ,several suggestions were given for the development of biomass gasification industry.Key words :biomass ;gasification ;applications ;status ;prospects 1 国外生物质气化技术发展现状 1.1 技术现状 经过几十年的发展,欧美等国的生物质气化技术取得了很大的成就三生物质气化设备规模较大,自动化程度高,工艺较复杂,主要以供热二发电和合成液体燃料为主,目前,开发了多系列已达到示范工厂和商业应用规模的气化炉三生物质气化技术处于领先世界水平的国家有瑞典二丹麦二奥地利二德国二美国和加拿大等三欧洲和美国在生物质气化发电和集中供气已部分实现了商业化应用,形成了规模化产业经营三20世纪80年代末90年代初,主要利用上吸式和下吸式固定床气化炉来发电或供热,规模大都较小三由于下吸式产气焦油含量较低,近来已逐渐占据主导地位,尤其以发电为目的时,主要在中国和印度使用三近年的大中型气化发电系统多采用常压循环流化床,容易扩大,原料适应性好,对原料尺寸和灰分要求不高三空气气化常用于发电和供热,富氧气化常用于气化合成,加压气化则用于IGCC (整体气化联合循环发电系统)二气化合成燃料或化工品三在过去的二三十年里,欧洲和北美的研究和 技术都有了显著的进展,建立了一批示范或商业工程,部分典型工艺和应用见表1三1.2 应用情况 生物质气化目前主要应用于供热二窑炉二发电和合成燃料,具体见图1三各种应用的规模都在增长,CHP (热电联产)的增长尤其快,已成为目前最主要的利用方式三除了上述技术,生物质气化还有其他新型利用,比如燃料电池等三 从20世纪80年代起,生物质气化被美国二瑞典和芬兰等国应用于水泥窑和造纸业的石灰窑,既能保证原料供给又能满足行业需求,这种应用方式简单可靠,具有较强的竞争力,但应用却不多三 20世纪90年代起,生物质气化开始被应用于 热电联产,多用柴油或燃气内燃机,对燃料品质和系统操作的要求较高,成本也较高,其应用推广受到限制,常常需要政府的支持和补贴三受煤的IGCC 应用结果的推动,生物质IGCC 成为90年代的关注热点,IGCC 系统有望在中等成本和中等规模下提供高发电效率,研究者对其进行了大量的研究并建设了几个示范工程,主要集中在欧洲,但由于系统运行 第41卷第7期2013年7月 燃 料 化 学 学 报 Journal of Fuel Chemistry and Technology Vol.41No.7 Jul.2013
生物质灰渣的利用
生物质灰渣的性质研究 摘要 生物质灰渣的pH高,含有丰富的钾、硅以及多种微量元素,在农业生产中可以用作土壤改良剂和制取多元复合肥料。以往对生物质灰渣的研究和资源化利用大多局限于建筑、化工等行业方面,而在农业方面特别是农业化学行为的研究却鲜有报道。本文以四种不同类型的生物质灰渣(锯木灰、谷壳灰、玉米灰、水稻灰)为研究对象,分析了生物质灰渣的物理化学特性,探讨灰渣在不同浓度下对磷吸收、解吸特性。 关键词：生物质灰吸附解吸物理化学特性 第1章背景及研究意义 中国作为一个传统的农业大国,每年农业生产和农村生活中不可避免会产生品种多、数量大以及形态各异的农业废弃物,农业废弃物包括作物稻秆、果壳、农产品加工废弃物、禽畜粪便等,而这些农业废弃物具有污染环境、储存再生利用的特性。中国作为农业废弃物产出量最大的国家,如何充分有效地利用并将其加工转化“变废为宝”,对农业资源的有效利用,减少环境的污染,改善农村生态环境具有重要的意义。目前,国内外对农业废弃物的资源化利用主要有词料化、肥料化、能源化以及基质化等几个方向。随着人类对能源的需要不断增加,应用农业废弃物直接燃烧产能越来越受到各国的重视,以农作物稻杆为主的生物质直燃发电,不仅能使环保和节能效益显著,也是我国大力发展循环经济,利用可再生资源的重要尝试。当今,生物质直接燃烧产能进入大规模推广阶段,大规模的生物质燃烧,也相应的产生了大量的生物质灰。根锯环境保护和资源开发的需要，提高生物质灰的利用价值,而不只是简单的填埋处理,成为循环经济发展中的问题。 1.1农业废弃物的特性 农业废弃物是指在整个农业生产过程中被丢弃的有机类物质,主要指农林业生产过程中产生的植物残余类废弃物;畜牧渣业生产过程中产生的动物类残余废弃物;农业加工过程中产生的加工类废弃物;农村城镇生活垃圾。通常所指的农业废弃物是种植业生产过程中产生的作物稻秆和养殖过程中产生的畜禽粪便[1]。农业废弃物具有数量大、分散性、季节和周期性、差异性等特点。中国是 世界上农业废弃物产出量最大的国家,锯统计,我国每年产生畜禽粪便量26亿t,农作物稻杆7亿t,蔬菜废弃物1.0亿t,乡镇生活垃圾和人粪便25亿t,肉类加
在原理上，气化和燃烧都是有机物与氧发生反应。其区别在于，燃烧过程中氧气是足量或者过量的，燃烧后的产物是二氧化碳和水等不可再燃的烟气，并放出大量的反应热，即燃烧主要是将生物质的化学能转化为热能。而生物质气化是在一定的条件下，只提供有限氧的情况下使生物质发生不完全燃烧，生成一氧化碳、氢气和低分子烃类等可燃气体，即气化是将化学能的载体由固态转化为气态。相比燃烧，气化反应中放出的热量小得多，气化获得的可燃气体再燃烧可进一步释放出其具有的化学能。 生物质气化技术首次商业化应用可追溯1833年，当时是以木炭作为原料，经过气化器生产可燃气，驱动内燃机应用于早期的汽车和农业灌溉机械。第二次世界大战期间，生物质气化技术的应用达到了高峰，当时大约有100万辆以木材或木炭为原料提供能量的车辆运行于世界各地。我国在20世纪50年代，由于面临着能源匮乏的困难，也采用气化的方法为汽车提供能量。 20世纪70年代，能源危机的出现，重新唤起了人们对生物质气化技术的兴趣。以各种农业废弃物、林业废弃物为原料的气化装置生产可燃气，可以作为热源，或用于发电，或生产化工产品（如甲醇、二甲醚及氨等）。 生物质气化有多种形式，如果按照气化介质分，可将生物质气化分为使用气化介质和不使用气化介质两大类。不使用气化介质称为干馏气化；使用气化介质，可按照气化介质不同分为空气气化、氧气气化、水蒸气气化、水蒸气-氧气混合气化和氢气气化等。 生物质气化炉是气化反应的主要设备。生物质气化技术的多样性决定了其应用类型的多样性。在不同地区选用不同的气化设备和不同的工艺路线来使用生物质燃气是非常重要的。生物质气化技术的基本应用方式主要有以下四个方面：供热、供气、发电和化学品合成。生物质气化供热是指生物质经过气化炉气化后，生成的生物质燃气送各入下一级燃烧器中燃烧，为终端用户提供热能。此类系统相对简单，热利用率较高。
生物质燃烧灰渣利用概述 XXX 摘要：在人类面临着能源与环境双重压力的今天，生物质能作为一种清洁、可再生的能源日益受到人们的亲睐，于是生物质发电作为一种清洁的电力生产方式得到了迅速发展。生物质燃烧发电是一种简单直接的方式，我国也已建立了多家生物质直燃、混燃发电厂。生物质电厂运行过程中会产生大量的灰渣，其填埋不仅会占据大面积土地，还给环境带来了巨大的压力，且生物质灰渣中含有较多的K、N、S、P等无机元素，有一定的回收利用价值，因此，研究对生物质灰渣更加合理、高效的利用是十分必要的。本文将对目前生物质灰渣的利用情况做简要概述。 关键词：生物质电厂、灰渣特性、综合利用 1. 前言 随着化石能源的大量开采、利用，能源危机与随之而来的环境污染问题已成为全世界关注的焦点，此两点问题的重要性已不必再多加赘述。在这个全球大背景下，化石能源的清洁高效利用和开发清洁、可再生的新能源也成为了研究的两大热点领域。电力行业是典型的能源行业，传统的火电更是要消耗大量的化石燃料。我国是煤炭大国，火力发电一直以燃煤为主。但是煤炭作为一种不可再生的能源，总会面临资源枯竭的一天。而且煤炭在燃烧过程中会产生SO2、NOx等气态污染物以及粉尘灰渣等固态废弃物，需要在后续过程中进行脱硫、脱硝、除尘等污染物减排处理。因此、用更加清洁的燃料代替煤炭或者研究煤炭的清洁高效利用是十分必要的。 风能、太阳能、水能、地热能、潮汐能和生物质能都是典型的可再生清洁能源，其中生物质能是唯一可再生的碳源，有着很广阔的研究和发展空间。生物质能是指蕴藏在生物质中的能量，能够作为能源使用的生物质资源有很多种，大体可以分为植物和非植物两大类。其中植物类主要包括森林、农作物、草类等陆生植物和水草、藻类等水生植物；而非植物类主要有动物粪便、有机废水、生活垃圾等。我国拥有丰富是生物质资源，据测算，我国理论生物质资源量约为50亿吨/年。如果这些生物质资源得到充分的利用，将大大缓解我国的能源和污染物治理问题。
2013届毕业设计论文 课题名称生物质高温热解装置的研制 院（系）机械与动力工程学院 专业过程装备与控制工程 姓名高豪杰 学号 起讫日期2013-2-20至2013-6-10 指导教师 2013年 6月 8 日
第1章前言 能源是人类生产和生活必需的基本物质保障，是确保人类社会文明进步和经济发展最为重要的物质基础。能源和环境问题已成为全球关注的焦点，随着我国能源消耗的迅速增长，化石燃料的大量使用带来了严重的环境污染。将生物质能源转化各种清洁能源和化工产品，减少对于化石能源的依赖，是轻环境造成的重要污染。目前，世界各国都在致力于开发高效、无污染的生物质能利用技术，以保护本国的矿物能源资源，为实现国家经济的可持续发展提供根本保障。 与煤炭和石油天然气等化石燃料相比，生物质的特点是是低固定碳、高挥发分、低灰分。生物质的化学活性较好，硫含量低，生物质的这些特性决定了它十分适宜进行热解气化。生物质能的转换利用形式主要包括化学转化、物理转化和生物转化，涉及热解、气化、液化、成型和直接燃烧等技术。在众多技术中，生物质高温热解气化是实现生物质高效及清洁利用的重要途径，通过生物质在高温条件下热解可以产生中热值的合成气，并用于供热、发电和作为化工合成原料气，具有广阔的应用前景。 1.1生物质能的特点 1.1.1 可再生性 生物质能属可再生资源，生物质能由于通过植物的光合作用可以再生，与风能、太阳能等同属可再生能源，资源丰富，可保证能源的永续利用。在各种可再生能源中，生物质是唯一可再生的碳资源。 1.1.2 低污染性 与矿物燃料相比，它的挥发分高，炭活性高，含硫量和灰分都比较低，因此燃烧过程中生成的SO X、NO X较少。生物质作为燃料时，其生长时需要的CO2相当于它排放的CO2的量，因而对大气的CO2净排放量近似于零，可有效地减轻温室效应。
生物质灰渣的性质研究 摘要 生物质灰渣的pH高,含有丰富的钾、硅以及多种微量元素,在农业生产中可以用作土壤改良剂和制取多元复合肥料。以往对生物质灰渣的研究和资源化利用大多局限于建筑、化工等行业方面,而在农业方面特别是农业化学行为的研究却鲜有报道。本文以四种不同类型的生物质灰渣(锯木灰、谷壳灰、玉米灰、水稻灰)为研究对象,分析了生物质灰渣的物理化学特性,探讨灰渣在不同浓度下对磷吸收、解吸特性。 关键词：生物质灰吸附解吸物理化学特性 第1章背景及研究意义 中国作为一个传统的农业大国,每年农业生产和农村生活中不可避免会产生品种多、数量大以及形态各异的农业废弃物,农业废弃物包括作物稻秆、果壳、农产品加工废弃物、禽畜粪便等,而这些农业废弃物具有污染环境、储存再生利用的特性。中国作为农业废弃物产出量最大的国家,如何充分有效地利用并将其加工转化“变废为宝”,对农业资源的有效利用,减少环境的污染,改善农村生态环境具有重要的意义。目前,国内外对农业废弃物的资源化利用主要有词料化、肥料化、能源化以及基质化等几个方向。随着人类对能源的需要不断增加,应用农业废弃物直接燃烧产能越来越受到各国的重视,以农作物稻杆为主的生物质直燃发电,不仅能使环保和节能效益显著,也是我国大力发展循环经济,利用可再生资源的重要尝试。当今,生物质直接燃烧产能进入大规模推广阶段,大规模的生物质燃烧,也相应的产生了大量的生物质灰。根锯环境保护和资源开发的需要，提高生物质灰的利用价值,而不只是简单的填埋处理,成为循环经济发展中的问题。 1.1农业废弃物的特性 农业废弃物是指在整个农业生产过程中被丢弃的有机类物质,主要指农林业生产过程中产生的植物残余类废弃物;畜牧渣业生产过程中产生的动物类残余废弃物;农业加工过程中产生的加工类废弃物;农村城镇生活垃圾。通常所指的农业废弃物是种植业生产过程中产生的作物稻秆和养殖过程中产生的畜禽粪便[1]。农业废弃物具有数量大、分散性、季节和周期性、差异性等特点。中国是世界上农业废弃物产出量最大的国家,锯统计,我国每年产生畜禽粪便量26亿t,农作物稻杆7亿t,蔬菜废弃物1.0亿t,乡镇生活垃圾和人粪便25亿t,肉类加工厂和农作物加工场废弃物1.5亿t,林业废弃物(不包括薪炭柴)0.5亿t,其它类有机废弃物约有0.5亿t,折合7亿t的标准煤[2]。 1.1.1农业废弃物的种类 (1)种植废弃物 种植废物中我国的农作物稻秆产量达5亿吨,随着工农业生产的迅速发展和人口的增加,这些废弃物以年均5%-10%的速度增长[3]。就目前我国稻秆利用情况来看,大约有30%的稻轩
生物质气化技术的现状及其发展 建环0902 U200916245丁天驰 摘要：介绍了生物质气化的基本原理及有关气化工艺，阐述了常见的生物质气化反应器（气化炉）工作原理及其优缺点，解释了气化剂、原料粒径、温度、压力等操作条件对生物质气化的影响，最后讨论了目前生物质气化技术存在的问题并进行展望。 亟待解决的问题. 关键词：生物质；气化；应用现状；发展趋势；流化床；双流化床 生物质是重要的可再生能源,它分布广泛,数量巨大。但由于它能量密度低，又分散，所以难以大规模集中处理，这正是大部分发展中国家生物质利用水平低下的原因。生物质气化发电技术（BGPG）可以在较小的规模下实现较高的利用率，并能提供高品位的能源形式，特别适合于农村、发展中国家和地区，所以是利用生物质的一种重要技术，是一个重要的发展方向。中国由于地域广阔，生物质资源丰富而电力供应相对紧张，生物质气化发电具有较好的生存条件和发展空间，所以在中国大力发民展生物质气化发电技术可以最大限度地体现该技术的优越性和经济性。 生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。生物质能是太阳能以化学能形式储存在生物质中的能量形式，以生物质为载体的能量。化石燃料的使用带来了一系列的环境、社会和政治问题，而生物质能具有清洁性、充足性、可再循环、易于储存和运输、便于转换等优点，因此被认为是21世纪最具发展前景的新能源之一。生物质气化是生物质能化学转化利用的重要方面。 1 生物质气化技术 1.1 生物质气化简介 生物质气化是指固态生物质原料在高温下部分氧化的转化过程。该过程直接向生物质通气化剂，生物质在缺氧的条件下转变为小分子可燃气体。所用气化剂不同，得到的气体燃料也不同。目前应用最广的是用空气作为气化剂，产生的气体主要作为燃料，用于锅炉、民用炉灶、发电等场合。通过生物质气化可以得到合成气，可进一步转变为甲醇或提炼得到氢气。 生物质热解气化技术最早出现于18世纪末期，首次商业化应用可以追溯到1833年，当时以木炭作为原料，经过气化器生产可燃气，驱动内燃机。第二次世界大战期间，生物质气化技术达到顶峰。20世纪70年代世界能源危机后，发达国家为减少环境污染，提高能源利用效率，解决矿物能源短缺提供新的替代技术，又重新开始重视开发生物质气化技术和相应的装置。人们发现，气化技术非常适用于生物质原料的转化。生物质气化反应温度低，可避免生物质燃料燃烧过程中发生灰的结渣、团聚等运行难题。在1992年召开的世界第15次能源大会上，确定生物质气化利用作为优先开发的新能源技术之一。 1.2 生物质气化过程 随着气化装置类型、工艺流程、反应条件、气化剂种类、原料性质等条件的不同，生物质气化反应过程也不相同，但是这些过程的基本反应包括固体燃料的干燥、热解反应、还原反应和氧化反应四个过程。生物质原料进入气化器后，首先被干燥。在被加热到100℃以上时，原料中的水分首先蒸发，产物为干原料和水蒸气。温度升高到300℃以上时开始发生热解反应。热解是高分子有机物在高温下吸热所发生的不可逆裂解反应。大分子碳氢化合物析出生物质中的挥发物，只剩下残余的木炭。热解反应析出挥发分主要包括水蒸气、H2、CO、CH4、焦油及其他碳氢化合物。热解的剩余物木炭与被引入的空气发生反应，同时释放大量的热以支持生物质干燥、热解及后续的还原反应进行，氧化反应速率较快，温度可达1000～1200℃，其他挥发分参与反应后进一步降解。没有氧气存在，氧化层中的燃烧产物及水蒸气与还原层中木炭发生还原反应，生成氢气和一氧化碳等。这些气体和挥发分组成了可燃气体，完成了固体生物质向气体燃料的转化过程。还原反应是吸热反应，温度将会降低到700～
生物质电厂灰渣成分及利用前景分析 2008-7-10 庄会永a,b徐永进a军a 锴c永庚c凌浩c肖兵a (a国能生物发电, 100032; c中国科学院植物研究所生态中心, 100093) 摘要对于生物质发电厂常用的18种秸秆燃料进行的高温（550℃）模拟燃烧实验表明，秸秆的平均灰分含量为9.33%，秸秆灰分的主要组成为大量不能直接利用的硅酸盐（含量为25.85%）、钙盐（含量为23.34%）以及钾的化合物（含量为17.47%）。而生物质发电厂灰分的钾含量为5.33%（变幅在4.66%～5.93%之间），远远低于高温模拟燃烧秸秆灰分中的平均K2O含量为17.47%（变幅在9.25%～25.18%之间），与农村常用草木灰含量（5%～10%左右）的含量相持平。生物质发电厂灰分的主要组成为硅酸盐（含量为20.93%）、钾盐（含量为5.33%）以及铁的化合物（含量为1.62%）。此外，灰分中还含有锰、镁、锌、钙、硼等对作物有益的元素，其重金属含量也远远低于相应的国家环保标准。就分析结果来看，生物质能电厂燃烧后的废弃灰渣，仅能具有开发低端肥料的价值。 关键词生物质，秸秆，灰分肥料 Analysis on comprehensive composite of straws ash coming from biomass power plant H.Y. Zhuang a, b, Y.J.Xu a,J.Li a,K. Yin c, Y.G. Li c, G.M. Jiang c a National Bio-Energy CO.,LTD, No 26B, Financial Street, Xicheng District, Beijing 100032, China b Shandong Acadmey of Science,No. 19, Keyuan Road, Jinan, Shandong Province ,250014, China c China Academy of Science Institute of Botany, Beijing, 100093, China Abstract: After doing a simulation burning experiment on 18 kinds of straw residue which are common fuel for biomass power plant, the result shows that straws ash content is 9.33% generally and its composite are mostly composed of Silicate(25.85％), Calcium(23.34％), Potassic(17.47%). But Potassic content of actual plant ash is 5.33%, varies from 4.66%～5.93%, and far from lower than that of simulation burning experiment. And its Potassic content is equal to that of common plant ash in rural area(5%~10%). Silicate(20.93％), Potassic(5.33％) , iron(1.62％) mainly make up of the content of the plant ash. In addition to main components, it also contains many helpful elements to crops, such as Manganese, Magnesium, Zinc, Calcium, Boron and so on. Its heavy metal content is also much lower than