农作物秸秆热解气化技术探讨

中国农村能源行业协会生物质能专委会主任董玉平

农村秸秆是生物质资源的重要组成部分，我国秸秆资源储量丰富，年总产量约为7亿吨，相当于3.5亿吨标准煤，开发潜力巨大。然而受制于当前主要转化利用技术水平和经济效益，大部分农村地区秸秆利用效率较低，仅为25%，大量秸秆被堆弃田间地头，甚至直接焚烧，造成了资源浪费和环境污染。

秸秆热解气化技术可以实现秸秆固体资源向气体燃料的转化，相对于其他利用方式具有排放高毒污染物少、产品能源品位高、应用灵活广泛及替代化石天然气资源等优势，是秸秆能源化利用最为有效的方式之一。近年来，随着能源短缺的日益加剧，我国对于秸秆等生物质资源的开发力度逐渐增大，2006年，我国执行《可再生能源法》，将生物质能等可再生能源的科学技术研究和产业化发展列为国家科技发展与高技术产业发展的优先领域，2007年，国家发布《可再生能源中长期发展规划》提出了到2020年生物质发电装机要达到3000万千瓦。

我国农村城镇化建设迅速，秸秆类生物质气化（发电）是农村和城镇未来能源供给的重要来源之一，目前国内秸秆气化项目主要集中在小型集中式供气，虽然也研究建设一些中等规模的气化发电项目（3~10MW），但整体效率较低，成本较高，气化、焦油处理、发电系统技术装备改造放大难度较大，仍存在许多问题未解决。

基于此，国内高校、科研机构及企业在气化和燃气净化技术的放大设计方面进行了积极的研究探索，并逐渐进行应用推广。山东大学研究开发了MW级下吸式固定床气化反应炉，结合最新的基于化学吸收的燃气净化技术，目前正在黑龙江伊春地区建设示范项目，将是我国最新中等规模生物质气化技术的一次重要尝试。

综上所述，秸秆热解气化技术是秸秆能源化处理的重要技术，目前国内外在相关技术领域已经取得了显著的进展，我国已经建设生物质集中供气项目1000余处，小型气化技术具备一定的成熟性。然而，在焦油无污染处理、气化规模放大及燃气质量的提升等方面仍存在较大的问题，中等规模化生物质气化发电技术仍然处于研究示范阶段，关键核心技术不成熟，不确定因素多，有待于进一步研究探索。鉴于目前秸秆能源发展的趋势，需不断研究提升相关技术，优化研发装备系统，建立基于生物质气化的能源供给体系。

 

农作物秸秆成型燃料加工技术分析研究

南京农机化所特色经济作物生产装备工程技术中心主任肖宏儒

国外农作物秸秆成型燃料开发工作始于20世纪。1948年，日本申报了利用木屑为原料采用螺旋挤压方法生产棒状成型燃料的第1个专利，20世纪60年代成立了成型燃料行业协会。20世纪70年代初，美国研究开发了环模挤压式颗粒成型机，并在国内形成大量生产。瑞土、瑞典、西欧等发达国家先后开发研究了冲压式成型机、辊模挤压式颗粒成型机。其中已有120多年历史的世界著名饲料机械生产企业——德国卡尔公司(Kahl)生产的动辊式平模制粒机，不仅能生产中低密度的颗粒饲料，而且还能生产高密度的颗粒燃料，成品产量大、能耗低而且质量好，在欧洲和东南亚国家使用较为广泛。在最早开发螺旋挤压成型燃料生产技术的日本也有采用环模颗粒成型机加工木屑成型燃料的大型生产企业。如今，固化成型燃烧在日本、欧、美等国已经商品化，在丹麦的一座叫阿文多的发电厂，还利用木屑压缩颗粒来发电。

我国从20世纪80年代中期起开始了成型燃料的开发研究，一方面组织科技攻关，另一方面引进国外先进机型，经消化、吸收，研制出各种类型的适合我国国情的生物质压缩成型机，用以生产棒状、块状或颗粒状生物质成型燃料。全国现有农作物秸秆压缩成型厂35个。农作物秸秆成型燃料的种类按其密度分为中密度(800~1100kg/m3)和高密度(1100~1400kg/m3)两种，前者适宜于家庭炉灶或小型锅炉用，也可满足自动炉排机械加料的大型锅炉用，后者更适于进一步加工成为炭化产品。

农作物秸秆成型燃料是将生物质原料经过粉碎、调质等处理，在高压条件下压缩成颗粒状且质地坚实的成型物，除应具有比重大、便于贮存和运输、着火易、燃烧性能好、热效率高的优点外，还应具有灰分小、燃烧时几乎不产生SO2、不会造成环境污染等优点，可作为工业锅炉、住宅区供热、农业暖房、户用炊事和取暖的燃料。

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