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生物質燃氣燃油制備技術

成果與項目的背景及主要用途：本項目的出發點是將我國大量的生物質及城市有機廢物資源（如農作物廢棄物、林業廢棄物、城市垃圾中豐富的有機物、造紙造漿中的廢物、酒精生產廠的廢液廢渣、動物糞便、食品加工中的廢棄物、家庭中有機垃圾、草類廢棄物，產量約每年 30 億噸）高效轉化為清潔的電力。我國當前的生物質及城市有機廢物資源沒有得到合理的利用。利用生物質作為能源，不僅有助于我國長期的能源供給問題的解決，更重要的是可改善環境質量。本項目技術路線所排放污染物如二氧化碳、硫化物、粉塵粒子的濃度大大低于現有的燃煤發電廠。此外，高效、清潔的氣化發電技術可以克服現有的城市垃圾處理處置方式的缺點。與現有垃圾焚燒爐技術相比，本項目的技術路線具有以下優點： 1）發電效率高； 2）炭轉化率高、能量利用率高； 3）排放的二次污染物少； 4）初投資和遠行費用低。本項目的目的是有效地利用生物質及城市有機廢物，通過流化床氣化的方式將其轉變為電力。確保生產電力的成本可以與現有的燃煤電廠競爭，同時確保生天津大學科技成果選編產過程符合環境友好性要求，沒有明顯的二次污染。技術簡介：（1）低焦油生物質氣化發電技術。低焦油控制技術：<10mg/Nm3。生物燃氣品質提升技術:熱值>6MJ/Nm3。多原料生物質氣化技術已處于中試階段，采用農村秸稈等剩余物進行氣化制備生物燃氣，滿足農村 500 戶居民供暖、炊事，剩余燃氣發電并網，用于照明等。利用農林廢棄物進行集中供氣、供暖、發電，使用玉米芯、棉花秸稈、麥秸為原料，年處理量為 5200 余噸，產氣量 15000m3/天，氣柜出口氣體的焦油含量為 8-10mg/Nm3,燃氣熱值為 5200-6000KJ/Nm3，氣化爐氣化效率 72-75%，該技術焦油含量低，后續凈化工藝簡單，焦油廢水排放少，對環境污染小。（2）生物質快速熱解制備生物油技術，包括生物質選擇性催化熱解工藝優化；生物油精制改質的技術工藝路線；車用替代液體燃料的技術開發；千噸級工藝包的研發與示范。生物柴油制備技術，規模化高效清潔生物柴油技術適應多種原料包括地溝油、糧油加工下腳料與動物植物等，體現出高效清潔優勢，具備規模化連續化運行能力。（3）新型生物柴油制備技術，研究順磁性整體細胞催化工藝，兼顧環境與成本優勢，試圖突破化學法與固定化酶法的局限性，生物柴油原料拓展與加工工藝集成，藻類能源植物、耐高鹽堿能源植物選育栽培；熱化學熱解氣化與生物發酵耦合工藝，實現全組分綜合利用。技術水平及專利與獲獎情況：本技術水平處于國內領先水平，在國際上也是先進的。目前正在申報發明專利 2 項。應用前景分析及效益預測：本項目的市場前景很大。以天津市為例，天津市每年約有 600 萬噸生物質資源，可發出功率為 90-100 萬千瓦的電。若考慮大量種植能源作物，則可以發出更多的電，而且隨著發電規模的擴大，可以顯著降低成本。如果單座發電廠的規模在 2000-4000kW，該發電成本與燃煤電廠相當。為天津市大量的生物質廢物找到一條合理的利用途徑，同時解決了因城市有機垃圾堆置而帶來的環境污染問題。以 2000 千瓦的發電能力為例，投資回收期為 2.2 年，年盈利為 220 萬左右。應用領域：現有的發電廠、熱電廠、農場、鄉鎮、農林產品加工廠、城市生活垃圾處理站。技術轉化條件（包括：原料、設備、廠房面積的要求及投資規模）：需要穩定的生物質或生活垃圾原料供應（年需要量為 22000 噸左右）；設備相對比較簡單，但需要由相關的廠家定制生廠；廠房面積約為 15000－20000 平方米；投資規模在 700 萬左右。合作方式及條件：技術一次購買，技術入股，合作投資入股均可。

天津大學 2021-04-11

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