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生产安装生物质气化炉,锅炉新能源改造生物质气化炉(LX1Q2800-BM

生产安装生物质气化炉,锅炉新能源改造生物质气化炉
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公司简介

宝杰燃气公司的主营业务为“能源+设备+服务”,能源主要为新型绿色清洁能源——以农林废弃物为原料的生物质能源,其应用技术分为生物质直燃、生物质半气化燃烧、生物质全气化。设备以生物质收集、加工、储运装备和生物质直燃设备,生物质气化燃烧机,生物质全气化气化炉为主。服务采用“建设-运行-移交”(BOT)和合同能源管理(EMC)为主,直接销售设备为辅的商务模式。三位一体的主营结构为企业经营模式创新奠定了基础。

作为立志为能源危机、环境危机作出贡献的生物质能源公司之一,公司坚守对经济、环境和社会负责的理念,不断满足人类对新型清洁能源的需求,经过几年的积极探索和潜心研发,宝杰燃气公司已掌握了国内领先的生物质能工业化实用技术,并凝聚了生物质能行业的精英团队,必将成为引领生物质能事业的发展。

节能、降耗、减排、开发新型清洁能源,不仅要依靠政府的推动,更要依靠企业的技术进步;发展循环经济、建设创新型国家、构建资源节约和环境友好型社会,不仅是政府的职责,更是企业的使命。宝杰燃气公司的理想,就是通过创新,为实现祖国的能源安全、为营建祖国的碧水蓝天、为人类的可持续发展竭诚奉献。

    公司与国内众多高校、科研机构展开了广泛的技术合作,已与广州工业大学环境科学与工程学院建立长期稳定的技术合作关系,形成产学研一体化,聘请资深教授、专家为公司的技术顾问,参与公司科研技术项目的论证,提高公司核心竞争力。


1  生物质能源

1.1 生物质能简介

 

1-1  生物质替代石化能源

1.2 生物质能的分类

生物质能源原料来源广泛,依据来源的不同,可以将适合于能源利用的生物质分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便等五大类。如图1-2所示:

 

1-2  生物质能的来源

1.3 生物质能的特点

1.3.1可再生性

生物质能属可再生资源,生物质能由于通过植物的光合作用可以再生,与风能、太阳能等同属可再生能源,资源丰富,可保证能源的永续利用。

1.3.2低污染性

生物质的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的SOxNOx很少;生物质作为燃料时,由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量,因而对大气的CO2净排放量近似于零,可有效地减轻温室效应。如图1-3所示:

 

1-3  低碳“零”排放示意图

1.3.3广泛分布性

有生物的地方就有生物质能源,缺乏化石能源的地域,可充分利用生物质能。

1.3.4生物质燃料总量十分丰富

生物质能是世界第四大能源,仅次于煤炭、石油和天然气。根据生物学家估算,地球陆地每年生产10001250亿吨生物质;海洋年生产500亿吨生物质。生物质能源的年生产量远远超过全世界总能源需求量,相当于目前世界总能耗的10倍。我国可开发为能源的生物质资源到2010年已达3亿吨。随着农林业的发展,特别是炭薪林的推广,生物质资源还将越来越多。


2  生物质气化技术

2.1 生物质气化原理

生物质气化是指将生物质原料(柴薪、锯末、麦秆、稻草等)压制成型或简单破碎加工处理后,送入气化炉中,在欠氧的条件下进行气化裂解,从而得到的可燃气体,根据应用需要有时还要对产出气经行净化处理从而得到优质的产品气。

生物质气化原理是在一定的热力学条件下,借助于气化介质(空气、氧气或水蒸气等)的作用,使生物质的高聚物发生热解、氧化、还原、重整反应,热解伴生的焦油进一步热裂化或催化裂化成为小分子碳氢化合物,获得COH2CH4等气体。

由于生物质由纤维素、半纤维素、木质素、惰性灰等组成,含氧量和挥发份高,焦炭的活化性强,因此生物质与煤相比,具有更高的气化活性,更适合气化。生物质气化主要包括气化反应、合成气催化变换和气体分离净化过程(直接燃用的不用分离净化)。

生物质气化反应原理如图2-1所示:

 

2-1  生物质气化反应原理图

生物质气化化学反应式(以空气为气化介质):

CH1.4O0.6+0.4O2+1.5N2=0.7CO+0.3CO2+0.6H2+0.1H2O+(1.5N2)

生物质气化的主要参数:

1)当量比:

理论最佳当量比为0.28,由于原料与气化方式的不同,实际运行中,控制的最佳当量比在0.2~0.28之间。

2)气体产率

流化床气化炉的气体产率约为1.92.3Nm3/kg

3)气化效率

生物质燃料气化活性高,气化效率高,可达90以上。

4)气体热值

根据生物质原料的不同,所产生物质气的热值不同,参考《生物质燃气的成分分析表》表1所示为各种原材料的生物质燃气成分表:

2-1 生物质气的成分分析表

燃料

H2

%

CO2%

O2

%

CH4

%

CO

%

CnHm

%

N2

%

Hg

kJ/m3

玉米芯

20.0

13.0

0.9

2.3

17.0

0.2

46.6

5317.6

茶壳

13.01

7.9

2.2

3.75

22.4

0.2

50.59

5298.5

木屑

13.76

10.5

0.4

4.04

23.4

1.0

46.9

6085.7

棉柴

11.5

11.6

1.5

1.92

22.7

0.2

50.58

4915.5

花生壳

21.0

17.6

0.8

2.1

15.5

0.9

42.1

5819.4

 

2-2 几种典型燃气及燃-空混合气热工性质对比

气体种类

气体低位热值(kJ/m3

理论空气量(m3/m3

理论燃烧温度(℃

-空混合气低位热值(kJ/m3

天然气

36586

9.64

1970

3438

焦炉煤气

17615

4.21

1998

3381

混合煤气

13858

3.18

1986

3315

发生炉煤气

5735

1.19

1600

2618

沼气

21223

5.56

 

3191

秸秆生物质气

5316

0.9

1810

2798

 

2.1.1生物质可燃气的优点

1生物质可燃气除具有生物质燃料的一般特点外,还具有以下优点:

2环保清洁型气体燃料;

3燃烧特性好,燃尽率高;

4含硫量极低,仅为燃料油的1/20左右,不用采取任何脱硫措施即可达到环保要求;

5含氮量极低,燃烧时不用采取任何脱硝措施即可达到环保要求;

6)燃气含灰量低;

7)“0”排放:生物质燃烧排放的CO2与其在生长过程中吸收的CO2相同,且替代了化石能源,减少了净排放,根据《京都议定书》机制,生物质燃料CO2为生态“0”排放。

2.1.2生物质可燃气的热值、主要成分、燃烧产物

1)生物质气体燃料的热值:一般为58MJ/m3

2)生物质气体燃料的成分:其主要可燃成份为COH2CH4和一些C2H4高分子碳氢化合物及少量焦油;

3)生物质气体燃料的燃烧产物:生物质气体燃料是一种可再生的环保清洁型能源,硫含量很低,主要燃烧产物为CO2H2ON2

2.1.3生物质可燃气的应用

生物质可燃气,即将生物质原料在生物质气化炉中通过高温气化,转化为生物质可燃气,替代燃料油或天然气应用于钢铁窑炉、玻璃窑炉、陶瓷窑炉等。

生物质可燃气的品质优于现在工业用的煤转气(水煤气)基本相当,含尘量和焦油含量更低、更环保。

生物质可燃气是一种非常清洁的生活和工业燃料,未经净化的生物质气体燃料可以直接通过管道输送应用到扎钢加热炉、炼铜反射炉、坩锅炉、工业锅炉及水泥回转炉和耐火材料隧道窑等燃料品质要求较低的工业窑炉上。经过除尘除焦等净化工序后,其应用范围可推广到陶瓷窑炉、玻璃窑炉、热风炉和电厂等燃料品质要求较高的工业窑炉上。

2.2 工艺描述

生物质气化技术是我公司自主开发的新型生物应用技术。

2.2.1工艺流程

生物质气化系统主要工艺流程如图2-2所示:

 

 

2-2  生物质气化炉工艺流程图

 

2.2.2生物气化炉系统组成

1上料传送设备:

上料传送设备选择性能稳定的皮带式传送机。

2储料仓:

储料仓可以储存6小时用量的燃料,确保生产连续进行。

3进料螺旋给料机:

进料螺旋给料机采用调速电机控制,进料稳定,可以根据锅炉负荷调节进料量。

4气化炉本体:

气化炉本体是整套系统的核心设备,生物质固体燃料在本体中高温裂解、气化,转变成高温生物质燃气。

5风机:

风机提供本体生物质高温气化所需的空气。

6自控仪表:

自控仪表是整个系统的控制神经,用于控制正常运行,生产跟踪,及故障报警分析。

7旋风除尘设备:

用于处理生物质燃气,确保干净的燃气进入窑炉。

2.2.3生物质气化炉的环保特性

1燃料自动连续进料,不会出现生物质直燃的脏、乱、差现象;

2生物质气化炉气化过程中,炉内为微正压,安全可靠;

3正常生产时,气化炉所有设备壁表温度小于80℃,符合国家相关规定;

4在气化炉生产时,不会排放任何烟气、废水,产生的炭灰,仍有经济价值,经过密封装袋处理,既可以做蚊香,也可以用来做果园废料等。

 


3  生物质能源经济性优势

 

3-1 生物质能源技术应用性对比

项目

生物质气化炉

锅炉

燃煤锅炉

优质

燃油锅炉

优质

燃气锅炉

优质

导热油炉

优质

热风炉

塔式烘干炉

优质

回转烘干炉

优质

干燥炉

优质

金属窑炉

熔铝炉  

优质

熔铜炉

优质

熔锡炉

优质

钢铁加热炉

优质

钢铁退火炉

优质

陶瓷窑

陶瓷窑

优质

耐火材料烧结窑

优质

砖瓦烧结窑

优质

玻璃窑

干锅窑

优质

马蹄焰玻璃窑

优质

横火焰玻璃窑

优质

玻璃退火窑

优质

 


3-2 各种燃料经济性对比表(10t/h蒸汽锅炉)

项目

生物质颗粒

天然气

0#柴油

重油

生物质气化

燃料热值kcal/kgkcal/Nm3

4100

8,600

10,200

9,640

5500

4100

气化系统效率(%)

85

含碳量(%)≦

≤0.11

≤0.15

≤0.2-0.3

≤1.11-1.8

≤0.11

CO2(mg/ m3

12

137

199

218

12

NOx(mg/ m3

5

248

330

617

5

SO2(mg/ m3

3

48

480

1280

3

烟尘mg/ m3

26

16

89

210

26

价格/吨、元/m3

900

4

7200

4800

550

420

吨蒸汽耗量(吨/ m3

0.3

85

0.07

0.09

0.28

0.38

吨蒸汽原料燃烧成本(元/蒸吨)

270

340

504

432

154

159

节约燃料费用(%)

40%

53%

68%

63%

4%

备注:以上数据基于10吨锅炉,年生产11个月,年用蒸汽8万蒸吨

+

  4  推广合作模式

4.1 BOT模式

BOT是英文Build Operate Transfer的缩写,即建设-运营-移交。宝杰燃气公司采用“能源+装置+服务”的全产业链模式,根据客户不同的能源需求,设计全面的能源解决方案,依据解决方案为客户提供生物质工业燃料、热能运行装置,以及热能运行装置安装建设和运营服务,最终实现热力的生产,满足客户的能源需求。

通过向客户提供热能服务,实质上是对客户能源供应的托管经营,将客户的能源供应环节分离出来由宝杰燃气公司负责运营。相比客户购买传统石化燃料自己生产的能源模式,宝杰燃气公司向客户提供热能服务的模式可以在减少对环境污染的同时降低企业的能源耗用成本。目前,我们为客户提供的热能服务不采取单独收费的方式,而热能服务的价值最终在我们提供的全套供热系统解决方案中实现。

 

针对生物质燃料替代传统能源项目,宝杰燃气公司为客户使用生物质清洁能源提供全套解决方案和所有建设投资,为客户建设生物质能源替代化石能源的供热系统(包括热能运行装置或生物质气化装置),合作期间(一般为8-10年)由宝杰燃气负责运营,为客户有偿提供蒸汽或热力,实现节能减排目标。合作期满供热系统无偿移交给客户。

4.2 EMC模式

EMC是英文Energy Management Contracting的缩写,即合同能源管理。通过生物质清洁燃料替代传统能源、对客户现有供热系统进行节能改造等措施,改变客户能源结构、提升客户能源利用效率从而为客户实现节能减排目标,项目运行后宝杰燃气公司与客户分享节能收益,实现共赢。

具体做法为宝杰燃气为客户节能减排目标提供全套解决方案或(和)部分投资,在合作期内生物质能源由宝杰燃气负责保障供应,热能运行装置(或气化装置)及系统节能改造由宝杰燃气出资建设,锅炉房等土建工程及水电、料仓(库)等由客户出资配套,项目建成后全套供热系统由宝杰燃气负责运营,节能收益双方分享。合作期满(一般5-8年)后全部供热系统免费移交由客户运营,宝杰燃气公司提供技术支持与服务。

4.3 直接销售设备或有偿服务

宝杰燃气公司的专业定位为“生物质能生产应用技术设备提供商、生物质燃料供应商和节能减排项目系统集成商”,因此,除“BOT”、“EMC”模式外,根据不同客户需求,可以直接出售成套设备或单体设备,也可以有偿提供技术指导,有客户自行完成改造。

宝杰燃气公司的主营业务为利用生物质燃料等新型清洁能源,为客户提供热能服务。

 


5  国家对生物质能源的相关政策

财政部关于印发《秸秆能源化利用补助资金管理暂行办法》的通知[财建〔2008735号]

“第二章 支持对象和方式:

第四条 支持对象为从事秸秆成型燃料、秸秆气化、秸秆干馏等秸秆能源化生产的企业。”

《产业调整指导目录2011

“第一类 鼓励类

一、农业类:

20、农作物秸秆还田与综合利用(青贮饲料,秸秆氨化养牛、还田,秸秆沼气及热解、气化,培育食用菌,固化成型燃料等)”

关于发展生物能源和生物化工财税扶持政策的实施意见[财政〔2006702号]

“(六)示范补助:国家鼓励具有重大意义的生物能源及生物化工生产技术的产业化示范,以增加技术储备,对示范企业予以适当补助。具体补助办法财政部将另行制定。

(七)税收优惠:对国家确实需要扶持的生物能源和生物化工生产企业,国家给予税收优惠政策,以增强相关企业竞争力,具体政策由财政部、国家税务总局上报国务院后另行制定。”

《关于资源综合利用及其他产品增值税政策的通知》[财税〔2008156号]

“三、对销售下列自产货物实行增值税即征即退的政策:

(二)以垃圾为燃料生产的电力或者热力。垃圾用量占发电燃料的比重不低于80%,并且生产排放达到GB13223-20031时段标准或者GB18485-2001的有关规定。

所称垃圾,是指城市生活垃圾、农作物秸杆、树皮废渣、污泥、医疗垃圾。”

国家发展改革委、农业部关于印发编制秸秆综合利用规划的指导意见的通知[发改环资〔2009378号]

“4、秸秆能源化利用技术

秸秆热解气化是以农作物秸秆、稻壳、木屑、树枝以及农村有机废弃物等为原料,在气化炉中,缺氧的情况下进行燃烧,通过控制燃烧过程,使之产生含一氧化碳、氢气、甲烷等可燃气体作为农户的生活用能。”

国家发展改革委关于印发《可再生能源产业发展指导目录》的通知

61

生物质气化供气和发电

利用农作物秸秆、林木质气化供气和发电

技术研发、推广应用

国务院办公厅关于加快推进农作物秸秆综合利用的意见[国办发〔2008105号]

“(七)有序发展以秸秆为原料的生物质能:结合乡村环境整治,积极利用秸秆生物气化(沼气)、热解气化、固化成型及炭化等发展生物质能,逐步改善农村能源结构。推进利用秸秆生产燃料乙醇,逐步实现产业化。”

国务院办公厅关于印发促进生物产业加快发展若干政策的通知[国办发〔200945号]

“(七)生物能源领域:加快培育速生、高含油、高热值、高产专用能源植物品种,合理利用荒山荒地,推进规模化、基地化种植;积极开展以甜高粱、薯类、小桐子、黄连木、光皮树、文冠果以及植物纤维等非粮食作物为原料的液体燃料生产试点,推动生物柴油、集中式生物燃气、生物质发电、生物质致密成型燃料等生物能源的发展。”

可再生能源中长期发展规划(20079月)

“2、生物质能:现代生物质能的发展方向是高效清洁利用,将生物质转换为优质能源,包括电力、燃气、液体燃料和固体成型燃料等。”

中华人民共和国节约能源法 中华人民共和国主席令 第七十七号

“第二条 本法所称能源,是指煤炭、石油、天然气、生物质能和电力、热力以及其他直接或者通过加工、转换而取得有用能的各种资源。”

中华人民共和国循环经济促进法 中华人民共和国主席令(第4号)

“第三十四条 国家鼓励和支持农业生产者和相关企业采用先进或者适用技术,对农作物秸秆、畜禽粪便、农产品加工业副产品、废农用薄膜等进行综合利用,开发利用沼气等生物质能源。”


6  典型案例

6.1 生物质全气化成功案例

1、深圳观澜某保丽龙厂的10T气化炉,月4000T蒸汽,能源费1100/

 

 

 

 

2东莞清溪某塑料包装厂15T气化炉,月6000T蒸汽,能源费1400/

 

 

 

 

 

 

3、深圳市石岩某塑料包装有限公司12T气化炉,5000T蒸汽,能源费1200/

 

 

4、东莞长安某化工厂18T气化炉,月8000T蒸汽,能源费1760/

5、广州增城某印染厂15T气化炉,月5000T蒸汽,能源费1550/

6、广州增城某印染厂20T气化炉,月10000T蒸汽,能源费2100/

7、惠州某机械制造厂8T气化炉, 月2000T蒸汽,能源费600/

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