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新干县生物质发电多联产项目
2014-11-25 14:14:40   信息来源:邹永盛   点击次数:

    新干县招商网讯:6万吨炭基肥料联产技术简介:农林生物质(包括稻壳、果壳、果树枝条、木质及竹质废料)及农林副产品加工废弃物。农林生物质资源具有分布范围广、可再生、硫、氮和灰分含量少等优点,因此,是一种十分宝贵的可持续获得的绿色资源。

    该技术是将农林生物质送入气化炉,经气液分离后得到的可燃性气体输入燃气轮机发电或直接向用户供气;液体通过冷凝回收得到农林生物质提取液,可加工为用于牲畜场所的消毒液、除臭剂,也可以加工为具有防虫、防病的农药助剂或农药,还可以用于促进作物生长的叶面肥或液体肥,在有机蔬菜、水果及农作物的生产中有很好的效果;得到生物质固体炭,富含作物生长的必需营养元素,对水和肥料有长效缓释作用,且对重金属污染、退化的土壤具有改良、修复作用,可制成有机复合肥或钢铁工业的保温材料等。  

    农林生物质高效、无公害化、资源化利用。一方面能促进农业生产的良性循环,为社会主义新农村建设提供有力的技术支持,广泛吸纳大量农村富余劳力,适合我国的国情与农情,符合可持续发展的大方向,具有良好的社会、生态和经济效益;另一方面,在全球面临能源危机及生态环境日益恶化、在国家实施《中华人民共和国可再生能源法》的形势下,开发利用可再生资源,变废为宝,具有十分重大的现实意义和历史意义。

项目在考虑到农林生物质无公害化利用的基础上,更重视把农林生物质作为一种资源加以综合利用,率先在国内外将农林生物质材料同时制备可燃气、固体炭和醋液三项产品,并综合利用三项产品。

    该项目主要优势在于:1、整个生产系统是自供热,不消耗燃料、无三废排放;2、与煤和其它化石燃料相比,可大大减少CO2、NOx 和SO2的排放,实现了节能减排、在一定程度上缓解了能源危机、增加了农民收入;3、有效解决因农林生物质焚烧造成的环境污染和资源浪费,为解决三农问题提供一种可行的方法;4、在整个生产过程中,可根据需要控制和调整气、炭、液三项产品的产量和质量;5、将气、炭、液三项产品进行高效、无公害资源化利用,产生良好的经济、社会、环境效益。

(二)技术性能及特点(包括主要技术特点/水平等)

    近年来,国内外关于农林生物质再生循环利用的技术方法很多,如直接燃烧、气化、液化、压缩成型、生物化学转化或制造人造板等。但由于种种原因或条件的限制,投资较少、技术成熟、经济可行,应用便捷的方法还不多,加上我国地域辽阔、自然条件差异大、农林生物质资源种类众多等实际问题。这些方法主要将农林生物质原料制成一种产品利用,而本技术是在国内外农林生物质利用的基础上,同时制备炭、气、液三种产品,同时对三种产品进行开发利用,属国内外首创。因此,本技术不仅考虑到农林生物质的无公害化利用,而且更重视把农林生物质作为一种资源加以综合利用,真正做到高效、无公害化、资源化利用。

农林生物质同时制取炭、气、液产品的方法及利用技术主要特点及水平:

1)适应不同农林生物质同时获得炭、气、液三项产品的气化炉及相关设备,并实现本套设备的自动化控制。

2)将农林生物质在有限量通入氧气的情况下,同时制得炭、气液三种产品,并可通过改变工艺条件,调整三种产品的产量和质量。  

3)开发农林生物质提取液作作物生长叶面肥,有效成分是有机物质,对环境不会造成污染,具有较好的生态环保效应,此类研究应用技术在国内外尚属首次。

4)开发农林生物质提取液作消毒液、除臭剂用于牲畜场所,能有效防治由牲畜引起的一些易发性病毒,此类研究技术在国际上尚属首次。

本项目组长期从事木材、竹材的热化学加工与生物质能源研究,从2001年开始研究农林生物质高效、无公害利用技术,拥有相关国家发明专利10余项,如:“用农作物秸秆制取秸秆炭和秸秆醋液的方法”(ZL200410014451.7);一种农林生物质同时制取炭、气、液产品的方法及应用”(申请号:200710190676.1); “用于农林生物质材料气化的炉排式气化炉”(200910032956.9);“用于农林生物质材料热解气体的气液分离净化系统”(200910032957.3);农林生物质二次过程反应气化炉及其应用,ZL 201110259407.2;用于农林生物质材料气化气体的气固液分离净化系统,( 201110259409.1);一种适应多种原料的农林生物质气化炉,( 201210078963.4);用于农林生物质气化气体的干式净化系统,( 201210078964.9);一种含生物质活性提取成分的有机液体肥及其制备方法,ZL201010106874.7;一种利用生物质气化固、液产物制备有机肥料及制备方法(201110155814.9);一种利用生物质气化固、液产物制备有机基质及制备方法(201110154612.2)等

(三)综合效益分析(包括环境/社会/经济/节能效益)

1) 环境、节能效益

农林生物质同时制取炭、气、液产品的方法及应用技术有效解决了农林生物质等农林废料因废弃燃烧产生的CO2以及烟雾造成的环境污染。炭、气、液产品生产过程无需添加任何化学物质和外加能源,生物质炭最终产品有机肥料、土壤修复剂等本身具有环保性;生物质提取液的主要成分是有机酸,开发为除臭剂、消毒液等则是改善环境卫生产品;可燃气体可直接供气或发电。因此,本技术具有较好的环保、节能效益。

2)社会效益

    通过在乡镇建设农林生物质同时制取炭、气、液产品的加工厂,将农林生物质加工成农林生物质炭和农林生物质提取液,农林生物质炭可制成有机肥料、土壤修复剂等,农林生物质提取液可加工成叶面肥、除臭剂等,可改善农村生态环境,提高农林生物质的利用效率和附加值,增加农民收入,调整农业产业结构,也解决了农村剩余农林生物质资源的有效处理问题。可燃性气体用于发电或供燃气,是一种可再生的环保型生物质能源。本研究为农民增收提供一种有效的途径,同时实现了农林生物质的高效、无公害、资源化利用,将产生重大的经济、社会和生态效益。

    农林生物质同时制取的气、炭、液三种产品中,气体产品—生物质可燃气主要用于供热、供气、发电等,具有三个方面的特点:一是技术有充分的灵活性;二是具有较好的洁净性;三是经济性。炭产品—农林生物质炭富含作物生长的必需营养元素,对水和肥有长效缓释作用,对重金属污染、退化的土壤具有改良、修复作用,可制成有机复合肥、固体燃料或钢铁工业的保温材料等;液体产品—农林生物质提取液是一种含有酸类、酯类、醛类、酚类等100多种化学成分的液体产物,可用于家畜饲养的消毒、杀菌液、除臭剂或用于农药、助剂、促进作物生长的叶面肥,在有机作物中效果明显。本技术为农民增收提供一种有效的途径,同时实现了农林生物质的高效、无公害、资源化利用,将产生重大的经济、社会和生态效益。

3)经济效益

    在农林生物质同时制取气、炭、液产品工艺正常运行条件下,每1-1.5kg农林生物质材料可发电1kw,若每年利用6万吨吨农林生物质材料通过气化炉产生燃气,全年发电约3600多万度,得到生物质炭2万吨、生物质提取液3000吨。

(四)适用范围及应用条件(包括适用地域/农林生物质种类/适用条件等)

    本技术适用原料包括各种农林生物质(各种农林生物质、稻壳、果壳、果树枝条、木质及竹质废料)等农林生物质,对农林生物质资源丰富的地区根据需要可建成农林生物质发电、现代化养鸡(牲畜)场所的消毒、杀菌、除臭的应用;农林生物质发电、有机复合肥、有机农业的应用;农林生物质炭、气、液在干旱农业的基质土和叶面肥应用。

二、5MW生物质气化发电6万吨炭基肥料联产技术

(一):主要内容

    本项目进行5 MW生物质(秸秆、稻壳为原料)气化发电-6万吨炭基肥料多联产成套装备技术产业化示范,旨在高效、无公害地利用生物质资源,主要包括6套新型1 MW气化炉系统、新型生物质燃气净化系统、发电机系统、余热供热(0.5吨锅炉)系统、利用气化得到的生物质炭和提取液生产6万吨炭基肥料产业化示范,本项目对解决长期困扰我国生物质气化发电的关键技术、气化多联产的工艺与成套设备稳定、安全及可靠运行提供工艺技术与设备保障;项目的实施除了得到绿色能源外,同时研发配套的利用生物质炭和提取液制备高效炭基复合肥料、土壤修复剂及活性液体肥料的工艺。

(二)、技术路线:


(三)、预期目标:

(1)建成5 MW生物质气化热电多联产生产示范基地,每年处理6万吨农林生物质,年发电3600万度并网(产值0.75元/度,计2700万元),同时得到生物质炭2万吨,生物质提取液0.3万吨,可为5台1吨锅炉提供热量;  

(2)利用生物质炭和提取液制备6万吨高效炭基复合肥料、土壤修复剂;

(3)产值效益3600万度并网(产值0.75元/度,计2700万元),6万吨高效炭基复合肥料、土壤修复剂(产值3200元/吨,计1.92亿元)。

本项目完成后,年利用农林生物质约6万吨,每年可代替标煤15000t/a,减排二氧化硫360t/a,减排氮氧化物110t/a,减排二氧化碳36000t。

(四)、投资预算

设备投资: 5MW(6台套)生物质发电及连产发电炭联产设备6×400万元=2400万元; 6万吨炭基复合肥设备投资约1000万元。

项目前期投入:基础设施建设1000万元,可行性研究报告10万元、环评报告10万元、电网接入系统及技术转让费100万元、流动资金等600万元。  

项目预计总投资:5120万元  

(五)、生物质炭的作用

生物质炭在农业上应用效果主要有:

(1) 可以增加土壤孔隙度,降低土壤容重、改善土壤通气、透水状况,提高土壤最大持水量,可以缓解土壤板结的难题。 土壤中增加4%的秸秆炭,土壤的容重(g/cm3)从1.39减少至1.20;土壤最大持水量(%)从37.71增加至41.17。 

(2) 可以将土壤中紧缺的氮、磷、钾、镁等大量元素返回到土壤中,而且还可以补充植物所必须的铜、铁、锌等微量元素,有利于提高农作物的产量和品质。  

(3) 可以抑制土壤对磷的吸附,有利于磷的解吸,从而改善植物对磷的吸收利用。当土壤加磷量为100mg/kg时,土壤中增加4%的秸秆炭以后,磷的吸附率为22.37%,而未加秸秆炭的土壤则高达52.43%;而相应土壤磷的解吸率由0.85%提高到22.81%。   

(4) 具有修复土壤重金属污染的作用,对污染土壤中的镉(Cd)具有显著的吸附作用。在三级镉污染的土壤(100mg/kg-三级、0.6mg为二级、0.3mg为一级)和加入4%秸秆炭的土壤中种植小白菜试验,小白菜叶中镉的含量减少49.43%;小白菜根中镉的含量减少73.51%。

(5)生物质炭还田,可以提高土壤的地温(1-3℃),有利于作物的生长,从而使作物的生长及成熟期提早(5天左右)。

(6)生物质炭还田,具有稳定土壤的pH作用。  

(7)生物质炭还田,具有对肥料和农药的缓释作用。  

(8)生物质炭还田,具有对土壤的保水作用。

(9)生物质炭还田,具有改善土壤的微生物环境的作用。

(10)生物质还田可以起到固定二氧化碳的作用,每吨生物质炭固定二氧化碳2吨以上。

总之:生物质炭对人类和环境是有百利而无一害,无毒副作用!

 

 

 

 

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