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创新秸秆气化发电技术,推进农村能源发展


来源:       发布时间:2018-10-15 15:31:07     点击率:16

2006年以来,高邮市林源科技开发有限公司在各级政府和相关部门支持关心下,历经六年的创新研发,示范建成了我国首座高效环保生物质大型固定床气化发电、气、热联产联供项目,被国家能源局列为首批全国108个绿色能源示范县应用推广项目。2011年8月通过相关部门验收,已正式投入运行,经运行考验,攻克了生物质利用领域的多项技术难题,被“中国政府/世界银行/可再生能源规模化发展办公室”授予优秀示范项目。

一、项目基本情况 2006年由高邮市林远科技开发有限公司、国家发改委能源研究所、华东理工大学、建设部沈阳煤气热力研究院共同组建了“高效环保生物质固定床气化发电、气、热联产联供成套技术”的研发团队。并与江苏省国信新能源开发有限公司合作。其中关键设备—“生物质固定床气化炉”的研发得到了中国政府/世界银行/全球环境基金(CRESP)的资金支持。2010年成套集成技术被江苏省科技厅列为科技转化扶持项目。 示范项目总机容量5MW,总投资5200万元。采用三台气化炉(两开一备),单炉产气量达每小时5000-6000m3/h,气化效率72-75%,燃气热值1600-1800kcal/ m3,固定床气化炉直径为3米,是目前固定床气化炉中最大的。

二、项目主要特点

(一)切合我国农业生产实际情况。我国农业生产的国情是以农户为生产单位,因此,规模化生物质发电规模不宜过大或过小,过大将增加原料收集的难度和成本,当生物质原料收集总量不超过10万吨/年时,收集成本和难度不大,但超过10万吨/年后,收集成本急剧上升,难度也大大增加,规模过小则会增加电网接入系统的成本,不利于并网发电。所以本示范项目年消耗原料的总量4.5万吨以下。

(二)原料供给安全、成本稳定。该技术采用先成型后气化的工艺,比直燃发电和循环流化床气化多了一道成型加工工序,表面看入炉原料成本较高,实际并非如此。首先由于生物质原料成型后,各种原料的物料性能差异缩小,增加了系统对原料的适应性,从而增加了可利用的原料种类,不会造成区域性的原料短缺,有利于稳定价格;其次由于电站规模适中,原料收集半径仅为5-10千米,原料的运输均为农用车,运输车辆和人力费用大大降低;再次,由于压缩成型燃料的堆比重与煤炭相当,提高了运输车辆的有效装载,降低了运输成本;另外,由于采用了压缩成型工艺,减少了原料霉烂损耗,提高了气化炉的效率。总体而言,虽然增加了成型工艺的成本,但有效地降低了原料运输和储存的成本,并提高了生物质能的利用效率,提高了系统的经济效益。

(三)模块化配置,项目规模灵活。我国各地自然条件、农业生产情况差异很大,千篇一律的规模不可能适应于所有的地区,因此要求项目装机容量为5-10MW,年消耗生物质原料5-10吨。生物质固定床气化炉的规模实现了模块化配置,可以根据当地实际情况灵活调节。

(四)处于经济规模运行。直燃发电技术采用的工艺适用于大规模发电厂,用于25-30MW规模的电厂,难以达到该技术的经济规模。本项目的固定床生物质气化炉直径为3米,已与目前最大的煤炭固定床气化炉相同,处于经济规模运行,对此技术而言,单位投资和单位燃气运行成本是最低的,相应的项目经济效益较高。

(五)燃气净化程度高。固定床生物质气化炉产生的燃气中氧含量一般小于0.5%,可以使用非常成熟的电捕焦油技术,设置两级电捕焦油技术后,燃气中焦油含量可控制在5mg/m³以下,完全满足民用供气标准和内燃发电机对燃气洁净度的要求。

三、 项目经济评价

本示范项目具有电、气、热、油联产联供的特点,发电4200-4500KW/年,兼供民用气800万m³/年,供热2万吨/年,回收焦油3500吨/年,碳粉3000吨/ 年,投资回收期约4-5年,社会效益明显,年可利用秸秆4-4.5万吨,可增加155人农民就业,每年增加农民收入1100万元,可为3-5万农户提供清洁能源,年减排二氧化碳2.5万吨,污水全部回收再利用,年节约用水3.5万吨,项目复制性强,对农村分布式能源体系建设应用有着积极的现实意义。




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