生物质城镇清洁供暖联产炭关键技术与产业化

 
南京林业大学生物质气(液)化工程研究中心是专门从事农林生物质气化工程技术的研究、开发及产业化机构,先后获批国家林业和草原局生物质多联产工程技术研究中心、江苏省生物质气化多联产工程研究中心、生物质气化多联产国家创新联盟。获授权国家发明专利30余项(美国专利2项),省部级鉴定成果12项。先后荣获国家科技进步一等奖、国家科技进步二等奖、江苏省科学技术一等奖、浙江省科学技术一等奖、梁希林业科学技术一等奖、中国林业产业创新奖、科技部全国颠覆性创新大赛优胜项目等各1项。
该团队针对我国北方地区清洁供暖、节能减排、生物质绿色高效综合利用等国家重大需求,因地制宜地开展了生物质城镇清洁供暖关键技术的科技攻关,实现了生物质替代燃煤的城镇清洁供暖规模化生产与应用。具体情况如下:

 

 

技术概况

生物质气化清洁供暖联产技术是农林生物质在高温、缺氧条件下发生热解气化,产生的可燃气清洁燃烧产生热水用于供暖,根据生物质原料的不同(木材、果壳、秸秆等)产生的生物质炭可用于制备炭基肥、成型炭或深加工成活性炭。
本技术利用农林加工剩余物热解气化过程中自身产生的热能,在不需要外加能源和其他任何添加剂、化学药品、助剂及催化剂的条件下,实现了生物质气化供热的同时联产炭、肥等多种高附加值产品,并根据生物质原料特性,研发了适应不同生物质原料的多种气化炉装备系统。探索出了一条新型、实用、可复制、可推广并在国内外领先的农林生物质绿色、循环、可持续利用的新途径,形成了生物质气化发电联产炭、肥、热的产业链。实现了能源(发电或者供暖)从高排放→低排放→零排放→负排放(CO2、NOx、SO2固定在生物质炭中),得到国家10多个部委发文采纳并推广。

2020年11月,中国林学会组织专家对南京林业大学、承德华净活性炭有限公司等单位完成的“生物质城镇清洁供暖关键技术创新与应用”成果进行了会议评价,专家委员会一致认为,生物质气化城镇清洁供暖联产活性炭新技术达到国际领先水平。

图1 技术成果评价会现场
 

技术流程

果木废料、果壳等原料通过提升机送入通过皮带输送、炉前料斗、送入下吸式气炭联产固定床气化炉,以空气作气化剂,在600~800℃的温度下气化(产气量1.9Nm3/kg左右,得炭率25~30%),气化后产生热燃气(热燃气热值1200kcal/Nm3),热燃气温度在600℃左右,热燃气通过管道、锅炉燃烧器及锅炉,燃烧后的烟气直接进入锅炉,由高温引风机作为动力,锅炉产生热水用来供暖,产生气化炭(碘吸附值500~650mg/g左右)送入回转炉在蒸汽活化剂的作用下活化,生成活性炭(碘吸附值900~1000mg/g左右)。本技术1吨果木废料、果壳等原料产190吨热水(50℃进,60℃出)供暖,同时得到0.20~0.3吨气化炭,可生产0.15~0.18吨的活性炭(1.5吨气化炭生产1吨商品活性炭),无废水废渣,并实现固碳减排(1吨生物质炭固定CO2 3.12 吨),解决了百年以来传统物理法生产活性炭过程中产生废气废液污染环境问题,实现了果木废料、果壳等原料的绿色、循环、高值化利用,创新了城镇清洁供暖、活性炭的生产技术。系统示意图如图2所示、工艺流程图如图3所示。

图2 果木废料、果壳气化供暖联产活性炭系统示意图

图3 果木废料、果壳气化供暖联产活性炭系统工艺流程图

 

 

技术经济指标

该技术在平泉和滦平为中学和居民清洁供暖达36.7万m2,每天消耗生物质90吨,得到生物质炭25.7吨,生产活性炭16.7吨。1个供暖季消耗1.22万吨果木废料、果壳等原料,供暖收益1211.1万元(33元/m2),活性炭2255吨,价值1804万元(0.8万元/吨),总产值约3015万元;节约标煤约5750吨,可减排CO2 1.54万吨、减排SO2 138吨、减排NOx 40.2吨,2255吨活性炭固定CO2 8268吨,总减排CO2 2.37万吨

 

创建时间:2023-03-06 11:16
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