項目（課題）名稱：高熱值低焦油的秸桿*氣化技術(shù)研究

申請單位：云南師范大學(xué)太陽研究所昆明鍋爐有限責(zé)任公司

一、項目概述

　　隨著新世紀(jì)的到來，人類面臨著經(jīng)濟增長和環(huán)境保護的雙重壓力，改變能源的生產(chǎn)和消費方式，用現(xiàn)代技術(shù)開發(fā)利用包括秸桿在內(nèi)的生物質(zhì)可再生能源，對建立持續(xù)發(fā)展的能源系統(tǒng)，促進社會經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境改善以及擺脫對化石能源的依賴都具有重大意義。

　　固定床高熱值低焦油秸桿*氣化技術(shù)是城鎮(zhèn)建設(shè)中就地取材，實現(xiàn)氣體燃料集中供應(yīng)的關(guān)鍵性基礎(chǔ)設(shè)施項目之一。本項目是在前期云南省科委主任基金支持的“高熱值生物質(zhì)氣化技術(shù)”項目基礎(chǔ)上提出的。前期項目于2000年6月順利完成了生物質(zhì)氣化部分的工業(yè)化中間試驗，將現(xiàn)行生物質(zhì)熱解氣化氣體的熱值從4800-5000kJ/Nm3提高到8000-10000 kJ/Nm3。本次申請旨在希望得到*的繼續(xù)支持，圓滿完成該次高熱值低焦油秸桿*氣化技術(shù)氣化技術(shù)的工業(yè)化中間試驗，將秸桿氣化過程中的干餾氣與輕質(zhì)焦油脫出，裂解成熱值較高的焦油裂解氣。zui后，將氣化氣、干餾氣及焦油裂解氣混合，得到低焦油、高熱值的混合燃氣，使之接近城市現(xiàn)行的人工煤氣管網(wǎng)輸配的各項技術(shù)參數(shù)的要求。前期項目試驗研究結(jié)果表明，本次研究所采用的工藝技術(shù)*，技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)合理。直接作為小城鎮(zhèn)集中供氣的氣源設(shè)備，可以滿足我國在突飛猛進的城鎮(zhèn)化建設(shè)中，將傳統(tǒng)直接燃燒生物質(zhì)的用能方式向現(xiàn)代化城市用能方式和能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的需要，取得環(huán)境、經(jīng)濟、社會三方面的效益。

二、項目立項的必要性

　　中國有句老話：開門七件事，柴、米、油、鹽、醬、醋、茶。這也是說，一個家庭過日子，*件事就是用能。對于現(xiàn)階段的中國來說，開發(fā)利用包括秸桿在內(nèi)的農(nóng)林廢棄物資源，具有特殊而重要的意義。秸桿氣化不但可以提高燃料品位，提高能源利用率，而且氣體燃料清潔，易于輸送，使用方便，是小城鎮(zhèn)建設(shè)中值得推廣的一項好技術(shù)。我國經(jīng)過改革開放二十年來的長足發(fā)展，人民生活水平有了巨大提高，農(nóng)村城鎮(zhèn)化和城市社區(qū)化建設(shè)正方興未艾。據(jù)統(tǒng)計，我國城鎮(zhèn)化水平在1978年只有17.1%，到1997年達到了30%，目前，有1.2億農(nóng)民進入城鎮(zhèn)生活；估計到2010年，我國城鎮(zhèn)化水平將達到45%，屆時，將有6.2億農(nóng)民進入城鎮(zhèn)生活。按“云南省小城鎮(zhèn)發(fā)展目標(biāo)設(shè)計”的要求，2005年，全省農(nóng)村鎮(zhèn)占農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)總數(shù)將達到目前37.4%的全國平均水平，即農(nóng)村鎮(zhèn)540個，建制鎮(zhèn)664個，農(nóng)村鎮(zhèn)平均人口為5000人，總?cè)丝谝_到270萬人。到2010年，農(nóng)村鎮(zhèn)要占農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)的45%，農(nóng)村鎮(zhèn)數(shù)量要達到650個，建制鎮(zhèn)要達到774個，總?cè)丝谶_到377萬人。面對這種情況，傳統(tǒng)的直接燃燒秸桿以取得炊事熱能的用能方式已無法適應(yīng)城鎮(zhèn)化建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施的要求，取而代之就是要就地取材，將秸桿氣化成為品位較高的氣體燃料，才能滿足城鎮(zhèn)化建設(shè)的基本要求。

　　秸桿一直是廣大農(nóng)村生活的重要能源之一，它們是通過植物的光合作用轉(zhuǎn)化而成的可再生能源資源，是太陽能的有機儲存。而且秸桿作為一種可再生能源，有著其他化石能源不可比擬的*性。其在形成過程中，能吸收大氣中的CO2，減輕溫室效應(yīng)；合理地使用秸桿資源，可增加作物秸桿的回田，有效減輕現(xiàn)代農(nóng)業(yè)帶來的化肥對耕地的污染及水體的富營養(yǎng)化等方面的困惑，同時還可以減少對森林的砍伐，增加森林覆蓋率，保持水土，促進生態(tài)良性循環(huán)。能源的利用水平、質(zhì)量與數(shù)量，是一個國家文明程度的重要標(biāo)志。生活水平的現(xiàn)代化也是用能水平的現(xiàn)代化。中國十幾億人口，70%在農(nóng)村，只有實現(xiàn)農(nóng)村用能方式的*轉(zhuǎn)變，社會才會同步發(fā)展。

　　山東能源研究所經(jīng)過 “七五”、“八五”近十年的攻關(guān)研究，于1995年推出下吸式的XFL系列秸桿氣化集中供氣系統(tǒng)，在山東恒臺縣大潘村進行93戶的集中供氣試點以來，經(jīng)過短短的五六年時間，全國已有近百個供氣站相繼建成投入運行。而云南省自2000年開始到目前為止，也建成三個集中供氣點供氣。這充分說明秸桿氣化集中供氣深受農(nóng)戶，特別是城鎮(zhèn)化后的農(nóng)戶的歡迎。中國作為一個迅速崛起的發(fā)展中農(nóng)業(yè)大國，在剛剛踏入21世紀(jì)的時刻面臨著經(jīng)濟增長與環(huán)境保護的雙重壓力。在不以犧牲環(huán)境質(zhì)量為代價的前提條件下，實現(xiàn)國民經(jīng)濟的持續(xù)增長，改變傳統(tǒng)的能源生產(chǎn)方式和消費方式，開發(fā)利用秸桿生產(chǎn)清潔能源是一項必然選擇。

　　然而，目前的秸桿熱解氣化集中供氣技術(shù)，均屬于空氣為氣化劑的固定床氣化爐型，所得氣體的熱值低（5000KJ/NM3左右），焦油含量高（900-100000mg/m3不等），與城市管網(wǎng)輸配所要求的燃氣的標(biāo)準(zhǔn)相距甚遠，只能在較小范圍、較短距離內(nèi)供應(yīng)，無法滿足城鎮(zhèn)建設(shè)要求的較大規(guī)模的應(yīng)用。本項目提出的高熱值低焦油秸桿*氣化技術(shù)，在云南省科委主任基金的資助下，已完成氣化部分的研究結(jié)果表明，氣體熱值接近10000KJ/NM3，為現(xiàn)有產(chǎn)品氣的一倍，而且?guī)缀醪缓褂汀Ｈ绻^續(xù)得到支持，進一步完善整套技術(shù)，將干餾氣中的輕質(zhì)焦油脫出并進一步裂解，zui后將氣化氣、干餾氣和焦油裂解氣混合，燃氣熱值和焦油含量將幾乎達到城市管道煤氣的要求。這將為城鎮(zhèn)建設(shè)提供一套秸桿氣體燃料集中供氣的*基礎(chǔ)設(shè)施。

三、相關(guān)領(lǐng)域國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢

　　在發(fā)達國家，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。例如，美國在1992年就大約有1000個利用木材氣化的發(fā)電廠，運行裝機650萬千瓦，年發(fā)電42億千瓦時，發(fā)電成本4-6美分每千瓦時，每千瓦投資2000-3000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)動力工業(yè)在美國已成為僅次于水電的第二大可再生能源。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中已分別占到40%、16%和10%。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59.6%。國外生物質(zhì)氣化裝置一般規(guī)模較大，自動化程度高，工藝較復(fù)雜，以發(fā)電和供熱為主，如，加拿大摩爾公司（Moore Canada Ltd）設(shè)計和發(fā)展的固定床濕式上行式氣化裝置、加拿大通用燃料氣化裝置有限公司（Omnifuel Gasification System Limitred）設(shè)計制造的流化床氣化裝置、美國標(biāo)準(zhǔn)固體燃料公司（Standard Solid Fuels Inc）設(shè)計制造的炭化氣化木煤氣發(fā)生系統(tǒng)、德國茵貝爾特能源公司（Imbert Energietechnik GMBH）設(shè)計制造的下行式氣化爐-內(nèi)燃機發(fā)電機組系統(tǒng)等等，氣化效率可達60%-90%，可燃氣熱值為1.7-2.5×104kJ/m3。目前，在該領(lǐng)域具有水平的國家有瑞典、美國、意大利、德國等。美國近年來在生物質(zhì)熱解氣化技術(shù)方面有所突破，研制出了生物質(zhì)綜合氣化裝置-燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)成套設(shè)備，為大規(guī)模發(fā)電提供了樣板。

　　從80年代初開始，經(jīng)過近20年的努力，我國生物質(zhì)氣化技術(shù)也日趨完善。我國自行研制的集中供氣和戶用氣化爐產(chǎn)品已進入實用化試驗及示范階段，形成了多個系列的爐型，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。近年來，還將煤氣化技術(shù)引入到生物質(zhì)氣化方面來，如沸騰流化床技術(shù)可用在細粒狀的生物質(zhì)氣化，克服了此類原料在固定床連續(xù)加料的困難，同時生物質(zhì)流化床技術(shù)也被很多研究單位和高校重視，有關(guān)該項技術(shù)的實驗研究也在進行中。

　　目前，我國使用的秸桿氣化技術(shù)，主要以固定床為主。固定床工藝一般采用空氣為氣化劑，這類工藝，不論是上吸式、下吸式或是平吸式的氣流方式，都有設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、易于操作、可以實現(xiàn)多種生物質(zhì)原料的熱解氣化、投資少等特點。但是得到的生物質(zhì)燃氣熱值低，一般只有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。分析其原因，主要有兩方面：*，由于工藝路線局限，多采用空氣為氣化劑，得到的燃氣中氮氣含量高，通常在50%左右，影響了氣體的熱值；第二，由于秸桿原料有些不利于氣化因素，使得燃料得不到*氣化，僅利用了燃料中的揮發(fā)成分，固定碳得不到充分利用。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1.8-2.0m3/kg，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14000kJ/m3，但產(chǎn)氣率低，僅為0.3 m3/kg，而且其主產(chǎn)品為碳，生物質(zhì)氣只是副產(chǎn)品。目前，兩種爐型均只作為較小范圍的生物質(zhì)集中供氣系統(tǒng)，要建大規(guī)模的系統(tǒng)，所帶來的一些技術(shù)及經(jīng)濟上的問題尚需解決。

　　目前，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發(fā)展。本研究項目的zui大特點一是改變了以往秸桿氣化采用空氣為氣化劑的方式，而采用水蒸汽為氣化劑，從而大大提高了所得的燃氣的熱值。二是將含焦油的干餾氣單獨導(dǎo)出，經(jīng)焦油脫出和凈化處理后，得到的輕質(zhì)焦油在特殊裝置中裂解成為高熱值燃氣。zui后將干餾氣、焦油裂解氣摻混在氣化氣中，這不僅降低了燃氣中的焦油含量，而且混合氣熱值得到進一步提高；二是干餾與氣化在同一臺設(shè)備中進行，改變了固體燃料氣化工藝中干餾和氣化分離所帶來的熱利用率低、設(shè)備投資大等不足。為生物質(zhì)氣化提供了一套嶄新的工藝技術(shù)。目前，*九次會議通過了國家十五規(guī)劃中把小城鎮(zhèn)建設(shè)列為十五期間的重點發(fā)展內(nèi)容。為該技術(shù)的發(fā)展提供了很好的機遇。本項目在云南師范大學(xué)太陽能研究所、云南省農(nóng)村能源工作站、昆明市鍋爐廠三家單位大力協(xié)作，共同攻關(guān)完成后，將能強有力促進該技術(shù)的示范運行及產(chǎn)業(yè)化的迅速發(fā)展。我國秸桿資源豐富，本項技術(shù)對充分利用這些資源、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。

四、項目申報單位的基本情況

五、有關(guān)項目現(xiàn)有工作基礎(chǔ)

　　本項目是云南省科委“高熱值生物質(zhì)氣化技術(shù)”項目的后續(xù)項目，本項目有兩個部分組成，一部分為生物質(zhì)干餾后的*氣化，另一部分為生物質(zhì)干餾產(chǎn)物的凈化、焦油分離及焦油裂解。項目的前一部分在省科委的資助下已基本完成，并通過了云南省科委組織的專家驗收；后一部分將在本次申報中獲得支持后，繼續(xù)完成。

　　目前，云南師范大學(xué)太陽能研究所、昆明鍋爐有限責(zé)任公司兩家協(xié)作單位已取得共識，將會以高昂的熱情投入該項目的研究，各施所長，精誠合作，共同完成本項目的研究工作。

六、項目達到的目標(biāo)及考核的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)

七、項目的主要內(nèi)容及實施方案（含技術(shù)路線）

八、技術(shù)、經(jīng)濟分析（包括技術(shù)關(guān)鍵及難點分析、市場風(fēng)險分析、推廣應(yīng)用前景及產(chǎn)業(yè)化可行性）

　　本項目的技術(shù)難點在于焦油的脫出、焦油中木醋酸的分離以及焦油的裂解。

　　本項目完成后，可作為城鎮(zhèn)建設(shè)中集中供氣的示范系統(tǒng)加以推廣應(yīng)用，示范系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟分析如下：

　　由于本研究開發(fā)出來的產(chǎn)品為高熱值、低焦油的*的秸桿氣化技術(shù)，較現(xiàn)行技術(shù)更具有生命力，更適應(yīng)城鎮(zhèn)化建設(shè)的需要，因而具有較強的市場競爭力，市場風(fēng)險較小，推廣應(yīng)用前景廣闊。本研究的完成，可為形成*的高熱值秸桿氣化產(chǎn)業(yè)提供一套產(chǎn)品樣品，進行示范工程服務(wù)。并迅速形成產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

九、經(jīng)費預(yù)算及籌措方案

4、資金籌措方案

十、項目承擔(dān)單位、參加單位及主要人員的分工

本項目承擔(dān)單位為云南師范大學(xué)太陽能研究所、昆明鍋爐有限責(zé)任公司。

云南師范大學(xué)太陽能研究所為研發(fā)、實驗單位；昆明鍋爐有限責(zé)任公司為設(shè)計、制造單位。

十一、必要的支撐條件及運行機制

支撐條件：

1、有前期的實驗成果；

2、得到昆明鍋爐有限責(zé)任公司的大力支持；

2、各協(xié)作單位取得共識，

項目（課題）名稱：高熱值低焦油的秸桿*氣化技術(shù)研究

申請單位：云南師范大學(xué)太陽研究所昆明鍋爐有限責(zé)任公司

一、項目概述

　　隨著新世紀(jì)的到來，人類面臨著經(jīng)濟增長和環(huán)境保護的雙重壓力，改變能源的生產(chǎn)和消費方式，用現(xiàn)代技術(shù)開發(fā)利用包括秸桿在內(nèi)的生物質(zhì)可再生能源，對建立持續(xù)發(fā)展的能源系統(tǒng)，促進社會經(jīng)濟發(fā)展和生態(tài)環(huán)境改善以及擺脫對化石能源的依賴都具有重大意義。

　　固定床高熱值低焦油秸桿*氣化技術(shù)是城鎮(zhèn)建設(shè)中就地取材，實現(xiàn)氣體燃料集中供應(yīng)的關(guān)鍵性基礎(chǔ)設(shè)施項目之一。本項目是在前期云南省科委主任基金支持的“高熱值生物質(zhì)氣化技術(shù)”項目基礎(chǔ)上提出的。前期項目于2000年6月順利完成了生物質(zhì)氣化部分的工業(yè)化中間試驗，將現(xiàn)行生物質(zhì)熱解氣化氣體的熱值從4800-5000kJ/Nm3提高到8000-10000 kJ/Nm3。本次申請旨在希望得到*的繼續(xù)支持，圓滿完成該次高熱值低焦油秸桿*氣化技術(shù)氣化技術(shù)的工業(yè)化中間試驗，將秸桿氣化過程中的干餾氣與輕質(zhì)焦油脫出，裂解成熱值較高的焦油裂解氣。zui后，將氣化氣、干餾氣及焦油裂解氣混合，得到低焦油、高熱值的混合燃氣，使之接近城市現(xiàn)行的人工煤氣管網(wǎng)輸配的各項技術(shù)參數(shù)的要求。前期項目試驗研究結(jié)果表明，本次研究所采用的工藝技術(shù)*，技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)合理。直接作為小城鎮(zhèn)集中供氣的氣源設(shè)備，可以滿足我國在突飛猛進的城鎮(zhèn)化建設(shè)中，將傳統(tǒng)直接燃燒生物質(zhì)的用能方式向現(xiàn)代化城市用能方式和能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的需要，取得環(huán)境、經(jīng)濟、社會三方面的效益。

二、項目立項的必要性

　　中國有句老話：開門七件事，柴、米、油、鹽、醬、醋、茶。這也是說，一個家庭過日子，*件事就是用能。對于現(xiàn)階段的中國來說，開發(fā)利用包括秸桿在內(nèi)的農(nóng)林廢棄物資源，具有特殊而重要的意義。秸桿氣化不但可以提高燃料品位，提高能源利用率，而且氣體燃料清潔，易于輸送，使用方便，是小城鎮(zhèn)建設(shè)中值得推廣的一項好技術(shù)。我國經(jīng)過改革開放二十年來的長足發(fā)展，人民生活水平有了巨大提高，農(nóng)村城鎮(zhèn)化和城市社區(qū)化建設(shè)正方興未艾。據(jù)統(tǒng)計，我國城鎮(zhèn)化水平在1978年只有17.1%，到1997年達到了30%，目前，有1.2億農(nóng)民進入城鎮(zhèn)生活；估計到2010年，我國城鎮(zhèn)化水平將達到45%，屆時，將有6.2億農(nóng)民進入城鎮(zhèn)生活。按“云南省小城鎮(zhèn)發(fā)展目標(biāo)設(shè)計”的要求，2005年，全省農(nóng)村鎮(zhèn)占農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)總數(shù)將達到目前37.4%的全國平均水平，即農(nóng)村鎮(zhèn)540個，建制鎮(zhèn)664個，農(nóng)村鎮(zhèn)平均人口為5000人，總?cè)丝谝_到270萬人。到2010年，農(nóng)村鎮(zhèn)要占農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)的45%，農(nóng)村鎮(zhèn)數(shù)量要達到650個，建制鎮(zhèn)要達到774個，總?cè)丝谶_到377萬人。面對這種情況，傳統(tǒng)的直接燃燒秸桿以取得炊事熱能的用能方式已無法適應(yīng)城鎮(zhèn)化建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施的要求，取而代之就是要就地取材，將秸桿氣化成為品位較高的氣體燃料，才能滿足城鎮(zhèn)化建設(shè)的基本要求。

　　秸桿一直是廣大農(nóng)村生活的重要能源之一，它們是通過植物的光合作用轉(zhuǎn)化而成的可再生能源資源，是太陽能的有機儲存。而且秸桿作為一種可再生能源，有著其他化石能源不可比擬的*性。其在形成過程中，能吸收大氣中的CO2，減輕溫室效應(yīng)；合理地使用秸桿資源，可增加作物秸桿的回田，有效減輕現(xiàn)代農(nóng)業(yè)帶來的化肥對耕地的污染及水體的富營養(yǎng)化等方面的困惑，同時還可以減少對森林的砍伐，增加森林覆蓋率，保持水土，促進生態(tài)良性循環(huán)。能源的利用水平、質(zhì)量與數(shù)量，是一個國家文明程度的重要標(biāo)志。生活水平的現(xiàn)代化也是用能水平的現(xiàn)代化。中國十幾億人口，70%在農(nóng)村，只有實現(xiàn)農(nóng)村用能方式的*轉(zhuǎn)變，社會才會同步發(fā)展。

　　山東能源研究所經(jīng)過 “七五”、“八五”近十年的攻關(guān)研究，于1995年推出下吸式的XFL系列秸桿氣化集中供氣系統(tǒng)，在山東恒臺縣大潘村進行93戶的集中供氣試點以來，經(jīng)過短短的五六年時間，全國已有近百個供氣站相繼建成投入運行。而云南省自2000年開始到目前為止，也建成三個集中供氣點供氣。這充分說明秸桿氣化集中供氣深受農(nóng)戶，特別是城鎮(zhèn)化后的農(nóng)戶的歡迎。中國作為一個迅速崛起的發(fā)展中農(nóng)業(yè)大國，在剛剛踏入21世紀(jì)的時刻面臨著經(jīng)濟增長與環(huán)境保護的雙重壓力。在不以犧牲環(huán)境質(zhì)量為代價的前提條件下，實現(xiàn)國民經(jīng)濟的持續(xù)增長，改變傳統(tǒng)的能源生產(chǎn)方式和消費方式，開發(fā)利用秸桿生產(chǎn)清潔能源是一項必然選擇。

　　然而，目前的秸桿熱解氣化集中供氣技術(shù)，均屬于空氣為氣化劑的固定床氣化爐型，所得氣體的熱值低（5000KJ/NM3左右），焦油含量高（900-100000mg/m3不等），與城市管網(wǎng)輸配所要求的燃氣的標(biāo)準(zhǔn)相距甚遠，只能在較小范圍、較短距離內(nèi)供應(yīng)，無法滿足城鎮(zhèn)建設(shè)要求的較大規(guī)模的應(yīng)用。本項目提出的高熱值低焦油秸桿*氣化技術(shù)，在云南省科委主任基金的資助下，已完成氣化部分的研究結(jié)果表明，氣體熱值接近10000KJ/NM3，為現(xiàn)有產(chǎn)品氣的一倍，而且?guī)缀醪缓褂汀Ｈ绻^續(xù)得到支持，進一步完善整套技術(shù)，將干餾氣中的輕質(zhì)焦油脫出并進一步裂解，zui后將氣化氣、干餾氣和焦油裂解氣混合，燃氣熱值和焦油含量將幾乎達到城市管道煤氣的要求。這將為城鎮(zhèn)建設(shè)提供一套秸桿氣體燃料集中供氣的*基礎(chǔ)設(shè)施。

三、相關(guān)領(lǐng)域國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢

　　在發(fā)達國家，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。例如，美國在1992年就大約有1000個利用木材氣化的發(fā)電廠，運行裝機650萬千瓦，年發(fā)電42億千瓦時，發(fā)電成本4-6美分每千瓦時，每千瓦投資2000-3000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)動力工業(yè)在美國已成為僅次于水電的第二大可再生能源。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中已分別占到40%、16%和10%。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59.6%。國外生物質(zhì)氣化裝置一般規(guī)模較大，自動化程度高，工藝較復(fù)雜，以發(fā)電和供熱為主，如，加拿大摩爾公司（Moore Canada Ltd）設(shè)計和發(fā)展的固定床濕式上行式氣化裝置、加拿大通用燃料氣化裝置有限公司（Omnifuel Gasification System Limitred）設(shè)計制造的流化床氣化裝置、美國標(biāo)準(zhǔn)固體燃料公司（Standard Solid Fuels Inc）設(shè)計制造的炭化氣化木煤氣發(fā)生系統(tǒng)、德國茵貝爾特能源公司（Imbert Energietechnik GMBH）設(shè)計制造的下行式氣化爐-內(nèi)燃機發(fā)電機組系統(tǒng)等等，氣化效率可達60%-90%，可燃氣熱值為1.7-2.5×104kJ/m3。目前，在該領(lǐng)域具有水平的國家有瑞典、美國、意大利、德國等。美國近年來在生物質(zhì)熱解氣化技術(shù)方面有所突破，研制出了生物質(zhì)綜合氣化裝置-燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)成套設(shè)備，為大規(guī)模發(fā)電提供了樣板。

　　從80年代初開始，經(jīng)過近20年的努力，我國生物質(zhì)氣化技術(shù)也日趨完善。我國自行研制的集中供氣和戶用氣化爐產(chǎn)品已進入實用化試驗及示范階段，形成了多個系列的爐型，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。近年來，還將煤氣化技術(shù)引入到生物質(zhì)氣化方面來，如沸騰流化床技術(shù)可用在細粒狀的生物質(zhì)氣化，克服了此類原料在固定床連續(xù)加料的困難，同時生物質(zhì)流化床技術(shù)也被很多研究單位和高校重視，有關(guān)該項技術(shù)的實驗研究也在進行中。

　　目前，我國使用的秸桿氣化技術(shù)，主要以固定床為主。固定床工藝一般采用空氣為氣化劑，這類工藝，不論是上吸式、下吸式或是平吸式的氣流方式，都有設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、易于操作、可以實現(xiàn)多種生物質(zhì)原料的熱解氣化、投資少等特點。但是得到的生物質(zhì)燃氣熱值低，一般只有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。分析其原因，主要有兩方面：*，由于工藝路線局限，多采用空氣為氣化劑，得到的燃氣中氮氣含量高，通常在50%左右，影響了氣體的熱值；第二，由于秸桿原料有些不利于氣化因素，使得燃料得不到*氣化，僅利用了燃料中的揮發(fā)成分，固定碳得不到充分利用。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1.8-2.0m3/kg，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14000kJ/m3，但產(chǎn)氣率低，僅為0.3 m3/kg，而且其主產(chǎn)品為碳，生物質(zhì)氣只是副產(chǎn)品。目前，兩種爐型均只作為較小范圍的生物質(zhì)集中供氣系統(tǒng)，要建大規(guī)模的系統(tǒng)，所帶來的一些技術(shù)及經(jīng)濟上的問題尚需解決。

　　目前，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發(fā)展。本研究項目的zui大特點一是改變了以往秸桿氣化采用空氣為氣化劑的方式，而采用水蒸汽為氣化劑，從而大大提高了所得的燃氣的熱值。二是將含焦油的干餾氣單獨導(dǎo)出，經(jīng)焦油脫出和凈化處理后，得到的輕質(zhì)焦油在特殊裝置中裂解成為高熱值燃氣。zui后將干餾氣、焦油裂解氣摻混在氣化氣中，這不僅降低了燃氣中的焦油含量，而且混合氣熱值得到進一步提高；二是干餾與氣化在同一臺設(shè)備中進行，改變了固體燃料氣化工藝中干餾和氣化分離所帶來的熱利用率低、設(shè)備投資大等不足。為生物質(zhì)氣化提供了一套嶄新的工藝技術(shù)。目前，*九次會議通過了國家十五規(guī)劃中把小城鎮(zhèn)建設(shè)列為十五期間的重點發(fā)展內(nèi)容。為該技術(shù)的發(fā)展提供了很好的機遇。本項目在云南師范大學(xué)太陽能研究所、云南省農(nóng)村能源工作站、昆明市鍋爐廠三家單位大力協(xié)作，共同攻關(guān)完成后，將能強有力促進該技術(shù)的示范運行及產(chǎn)業(yè)化的迅速發(fā)展。我國秸桿資源豐富，本項技術(shù)對充分利用這些資源、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。

四、項目申報單位的基本情況

五、有關(guān)項目現(xiàn)有工作基礎(chǔ)

　　本項目是云南省科委“高熱值生物質(zhì)氣化技術(shù)”項目的后續(xù)項目，本項目有兩個部分組成，一部分為生物質(zhì)干餾后的*氣化，另一部分為生物質(zhì)干餾產(chǎn)物的凈化、焦油分離及焦油裂解。項目的前一部分在省科委的資助下已基本完成，并通過了云南省科委組織的專家驗收；后一部分將在本次申報中獲得支持后，繼續(xù)完成。

　　目前，云南師范大學(xué)太陽能研究所、昆明鍋爐有限責(zé)任公司兩家協(xié)作單位已取得共識，將會以高昂的熱情投入該項目的研究，各施所長，精誠合作，共同完成本項目的研究工作。

六、項目達到的目標(biāo)及考核的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)

七、項目的主要內(nèi)容及實施方案（含技術(shù)路線）

八、技術(shù)、經(jīng)濟分析（包括技術(shù)關(guān)鍵及難點分析、市場風(fēng)險分析、推廣應(yīng)用前景及產(chǎn)業(yè)化可行性）

　　本項目的技術(shù)難點在于焦油的脫出、焦油中木醋酸的分離以及焦油的裂解。

　　本項目完成后，可作為城鎮(zhèn)建設(shè)中集中供氣的示范系統(tǒng)加以推廣應(yīng)用，示范系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟分析如下：

　　由于本研究開發(fā)出來的產(chǎn)品為高熱值、低焦油的*的秸桿氣化技術(shù)，較現(xiàn)行技術(shù)更具有生命力，更適應(yīng)城鎮(zhèn)化建設(shè)的需要，因而具有較強的市場競爭力，市場風(fēng)險較小，推廣應(yīng)用前景廣闊。本研究的完成，可為形成*的高熱值秸桿氣化產(chǎn)業(yè)提供一套產(chǎn)品樣品，進行示范工程服務(wù)。并迅速形成產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

九、經(jīng)費預(yù)算及籌措方案

4、資金籌措方案

十、項目承擔(dān)單位、參加單位及主要人員的分工

本項目承擔(dān)單位為云南師范大學(xué)太陽能研究所、昆明鍋爐有限責(zé)任公司。

云南師范大學(xué)太陽能研究所為研發(fā)、實驗單位；昆明鍋爐有限責(zé)任公司為設(shè)計、制造單位。

十一、必要的支撐條件及運行機制

支撐條件：

1、有前期的實驗成果；

2、得到昆明鍋爐有限責(zé)任公司的大力支持；

2、各協(xié)作單位取得共識，有較高的積極性。

運行機制：

以云南師范大學(xué)太陽能研究所為主體，發(fā)揮各單位的長處，共同努力，使本項目能夠順利完成。在項目完成后，共同組建一家股份公司，形成集研發(fā)、生產(chǎn)、推廣一條龍的產(chǎn)業(yè)化運作方式。

有較高的積極性。

運行機制：

以云南師范大學(xué)太陽能研究所為主體，發(fā)揮各單位的長處，共同努力，使本項目能夠順利完成。在項目完成后，共同組建一家股份公司，形成集研發(fā)、生產(chǎn)、推廣一條龍的產(chǎn)業(yè)化運作方式。