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生物質熱電氣電肥五聯產工程

生物質熱解氣化發電系統(生物質多聯產)
     
生物質炭 木焦油 木醋液
果木炭廣泛用于生活(如燒、烤、涮等飲食行業);在農業方面,生物炭具有改良土壤、促進突然團聚體形成、對土壤生物生態具有調控作用等特性;同時還能減少土壤的重金屬含量,促進農作物生長;在工業方面,木炭、也可談、棕櫚殼炭也是制作活性炭的必要的原料,稻殼炭也在冶煉行業得到廣泛的應用。 木焦油是一種含烴類、酸類、酚類較高的有機化合物, 加工后可獲得雜酚油、抗聚劑、浮選起泡劑,木瀝青等產品。 也可用于醫藥、合成橡。 木醋液用途極為廣泛,可用于醫藥原料(皮膚病)、 食品添加劑(熏液)、燃料原液(煤染劑原料)、 脫臭劑、農藥原料等等,是天然綠色。
 

技術簡介

本技術是利用熱化學轉換方法,采用特能自主研發的生物質氣化技術將生物質(稻殼、稻稈、棉花稈、玉米秸稈、木片、竹片等農林廢棄物)轉換成生物質燃氣/電能/生物質炭/熱能(蒸汽、熱水)/炭基肥和葉面肥等多種產出品,將生物質“變廢為寶”且做到了“吃干榨凈”,讓生物質自身價值最大化。 

特能生物質氣化發電系統(以下簡稱:BGPS)的基本原理是把農林產品及木材加工剩余物如稻殼,木屑,枝椏,林邊角料,秸稈,稻稈、麥稈、稻殼、果殼、玉米稈,小米稈,棉花稈,甘蔗渣,椰子殼,玉米芯,玉米芯廢渣等原料如轉化為可燃氣,再利用可燃氣推動燃氣發電設備進行發電。它既能解決生物質不易燃燒用而又分布分散的缺點,又可以充分發揮燃氣發電技術設備緊湊而污染少的優點,所以是生物質能最有效最潔凈的利用方法之一。

特能生物質氣化發電過程包括三個方面,一是生物質氣化,把固體生物質轉化為氣體燃料,固定生物質氣化后剩余產物為生物質炭,可以制成高附加值的炭基肥、燒烤炭、活性炭等;二是氣體凈化,氣化出來的燃氣都帶有一定的雜質,包括灰份、焦炭和焦油等,需經過凈化系統把雜質除去,以保證燃氣發電設備的正常運行,氣體凈化后的副產物為生物質醋液,醋液經濃縮后可以制成葉面肥、除臭劑、殺蟲劑等;三是燃氣發電,利用燃氣內燃機(火花塞點火式)進行發電,燃氣發動機產生的高溫煙氣可增加余熱鍋爐得到蒸汽或者熱水供居民或工業使用。

特能生物質氣化發電系統采用模組化設計,一般可應于50-20000KW的電站。特能牌生物質氣化系統分為流化床氣化爐系統,上氣式固定床氣化爐系統,下氣式固定床氣化爐系統和雙火式固定床氣化爐系統,單組規格從50KW-3000KW。特能牌生物質氣發電機組采用500-1000轉/分鐘的中速燃氣發動機和高效的西門子發電機,規格從50KW-1200KW. 特能的系統適應于每一種生物質原料。

特能生物質氣化發電技術有別于其他可再生能源發電,其具有以下七個方面特點產品:
(1)系統供貨與電站建設周期短,一般合同簽訂到電站運行時間為4-6個月;
(2)電站總投資低(包括設備、土建、安裝)
(3)系統具有充分的靈活性和簡便性,由于特能生物質氣化發電系統由生物質氣化爐和燃氣內燃機(火花塞點火式)組成,該系統能隨時開啟和關閉,啟動關閉時間短,對操作人員要求低,運行和維修成本低
(4)系統具有較好的潔凈性,生物質本身屬可再生能源,可以有效地減少CO2、SO2等有害氣體的排放。而氣化過程一般溫度較低(大約在700-900℃),NOx的生成量很少,所以能有效控制NOx的排放
(5)系統具有是較高的經濟性,生物質氣化發電系統的靈活性,可以保證該技術在小規模下有效好的經濟性,同時燃氣發電過程簡單,設備緊湊,也使生物質氣化發電技術比其他可再生能源發電技術投資更小,所以總的來說,生物質氣化發電技術是所有可再生能源技術中最經濟的發電技術。
(6)相對于太陽能發電、風力發電、水力發電,生物質發電系統在生物質能源充足的情況下,發電時間每年能達到最少7200-8000小時,投資回報更快
(7)氣化副產物利用效率高和經濟效益高: 氣相產物(可燃氣)用于發電、供氣、替代燃煤;氣化過程中副產的熱水可以用來供洗浴熱水或幾種供熱,液相產物(秸稈醋液)制備葉面肥、除臭劑等;固相產物(生物質炭)可制成炭基肥、活性炭、燒烤炭等;
 
特能生物質流化床氣化爐發電系統流程圖 特能生物質下氣式固定床炭氣化爐發電系統流程圖
1.提升機  2.生物質緩沖倉 3.鼓風機 4.氣化爐  5.旋風除塵器  6.管式除塵器 1.鼓風機  2.下氣式固定床炭氣化爐  3.旋風除塵器 4.空冷器  5.間冷器 6.水封
7.文丘里  8.旋液分離器   9.電捕焦  10.間冷器  11.捕滴器  12.增壓風機 7.電捕焦  8.增壓風機  9.捕滴器   10.水封   11.放散管  12.緩沖罐
13.緩沖罐  14.水封   15.放散管   16.發電機組 13.發電機組
   
 
生物質熱解氣化“多聯產”工藝流程圖

三、經濟效益分析

采用生物質氣化多聯產工藝技術,可將生物質高效的轉化為電能或熱能的同時聯產生物質炭和生物質木醋液。產生的電能直接并網可享受0.75元/kwh的電價補貼;生物質炭可以作為煉鋼廠的保溫材料直接使用或者用于生產活性炭、燒烤炭和炭基肥等多種炭產品;生物質木醋液經提純后獲得的生物質提取液廣泛應用于醫藥食品等行業或作為葉面肥。

以5MW生物質稻殼熱解氣化聯產電、炭、液、熱系統為例進行效益分析
項目名稱 單位 數值 備注
消耗及產出
生物質消耗量 kg/h 9000  
發電量 kw 5000 長期運行負荷為90%
生物質炭產量 kg/h 2700  
生物質提取液產量 kg/h 900  
蒸汽產量 t/h 5 發電機組余熱利用
經濟效益分析
項目總投資 萬元 7000 由于不同地區土地價格不同,有所差異
年運行時間 h 7500  
自耗電 % 10  
燃料費用 萬元 2700  
人員工資 萬元 360  
維護維修費用 萬元 80  
機油消耗 萬元 64 1kw/h消耗1g機油
設備折舊 萬元 250  
管理費用 萬元 30  
年總成本 萬元 3484  
年上網電量 萬kwh 3375 自耗電10%
電力年收入 萬元 2531 0.75元/kwh
生物質炭年收入 萬元 2025 稻殼炭1000元/噸
生物質提取液年收入 萬元 270 400元/噸
蒸汽收入 萬元 750 200元/噸
年總收入 萬元 5576  
年利潤總額 萬元 2092  
投資回收期 3.8 含半年建設期
           
稻殼炭        炭基肥 果木燒烤炭 果殼活性炭 葉面肥 防蟲抗菌劑
 

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