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項(xiàng)目（課題）名稱：高熱值低焦油的秸桿*氣化技術(shù)研究

申請(qǐng)單位：云南師范大學(xué)太陽研究所昆明鍋爐有限責(zé)任公司

一、項(xiàng)目概述

　　隨著新世紀(jì)的到來，人類面臨著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和環(huán)境保護(hù)的雙重壓力，改變能源的生產(chǎn)和消費(fèi)方式，用現(xiàn)代技術(shù)開發(fā)利用包括秸桿在內(nèi)的生物質(zhì)可再生能源，對(duì)建立持續(xù)發(fā)展的能源系統(tǒng)，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境改善以及擺脫對(duì)化石能源的依賴都具有重大意義。

　　固定床高熱值低焦油秸桿*氣化技術(shù)是城鎮(zhèn)建設(shè)中就地取材，實(shí)現(xiàn)氣體燃料集中供應(yīng)的關(guān)鍵性基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目之一。本項(xiàng)目是在前期云南省科委主任基金支持的“高熱值生物質(zhì)氣化技術(shù)”項(xiàng)目基礎(chǔ)上提出的。前期項(xiàng)目于2000年6月順利完成了生物質(zhì)氣化部分的工業(yè)化中間試驗(yàn)，將現(xiàn)行生物質(zhì)熱解氣化氣體的熱值從4800-5000kJ/Nm3提高到8000-10000 kJ/Nm3。本次申請(qǐng)旨在希望得到*的繼續(xù)支持，圓滿完成該次高熱值低焦油秸桿*氣化技術(shù)氣化技術(shù)的工業(yè)化中間試驗(yàn)，將秸桿氣化過程中的干餾氣與輕質(zhì)焦油脫出，裂解成熱值較高的焦油裂解氣。zui后，將氣化氣、干餾氣及焦油裂解氣混合，得到低焦油、高熱值的混合燃?xì)猓怪咏鞘鞋F(xiàn)行的人工煤氣管網(wǎng)輸配的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)的要求。前期項(xiàng)目試驗(yàn)研究結(jié)果表明，本次研究所采用的工藝技術(shù)*，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)合理。直接作為小城鎮(zhèn)集中供氣的氣源設(shè)備，可以滿足我國(guó)在突飛猛進(jìn)的城鎮(zhèn)化建設(shè)中，將傳統(tǒng)直接燃燒生物質(zhì)的用能方式向現(xiàn)代化城市用能方式和能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的需要，取得環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)三方面的效益。

二、項(xiàng)目立項(xiàng)的必要性

　　中國(guó)有句老話：開門七件事，柴、米、油、鹽、醬、醋、茶。這也是說，一個(gè)家庭過日子，*件事就是用能。對(duì)于現(xiàn)階段的中國(guó)來說，開發(fā)利用包括秸桿在內(nèi)的農(nóng)林廢棄物資源，具有特殊而重要的意義。秸桿氣化不但可以提高燃料品位，提高能源利用率，而且氣體燃料清潔，易于輸送，使用方便，是小城鎮(zhèn)建設(shè)中值得推廣的一項(xiàng)好技術(shù)。我國(guó)經(jīng)過改革開放二十年來的長(zhǎng)足發(fā)展，人民生活水平有了巨大提高，農(nóng)村城鎮(zhèn)化和城市社區(qū)化建設(shè)正方興未艾。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)城鎮(zhèn)化水平在1978年只有17.1%，到1997年達(dá)到了30%，目前，有1.2億農(nóng)民進(jìn)入城鎮(zhèn)生活；估計(jì)到2010年，我國(guó)城鎮(zhèn)化水平將達(dá)到45%，屆時(shí)，將有6.2億農(nóng)民進(jìn)入城鎮(zhèn)生活。按“云南省小城鎮(zhèn)發(fā)展目標(biāo)設(shè)計(jì)”的要求，2005年，全省農(nóng)村鎮(zhèn)占農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)總數(shù)將達(dá)到目前37.4%的全國(guó)平均水平，即農(nóng)村鎮(zhèn)540個(gè)，建制鎮(zhèn)664個(gè)，農(nóng)村鎮(zhèn)平均人口為5000人，總?cè)丝谝_(dá)到270萬人。到2010年，農(nóng)村鎮(zhèn)要占農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)的45%，農(nóng)村鎮(zhèn)數(shù)量要達(dá)到650個(gè)，建制鎮(zhèn)要達(dá)到774個(gè)，總?cè)丝谶_(dá)到377萬人。面對(duì)這種情況，傳統(tǒng)的直接燃燒秸桿以取得炊事熱能的用能方式已無法適應(yīng)城鎮(zhèn)化建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施的要求，取而代之就是要就地取材，將秸桿氣化成為品位較高的氣體燃料，才能滿足城鎮(zhèn)化建設(shè)的基本要求。

　　秸桿一直是廣大農(nóng)村生活的重要能源之一，它們是通過植物的光合作用轉(zhuǎn)化而成的可再生能源資源，是太陽能的有機(jī)儲(chǔ)存。而且秸桿作為一種可再生能源，有著其他化石能源不可比擬的*性。其在形成過程中，能吸收大氣中的CO2，減輕溫室效應(yīng)；合理地使用秸桿資源，可增加作物秸桿的回田，有效減輕現(xiàn)代農(nóng)業(yè)帶來的化肥對(duì)耕地的污染及水體的富營(yíng)養(yǎng)化等方面的困惑，同時(shí)還可以減少對(duì)森林的砍伐，增加森林覆蓋率，保持水土，促進(jìn)生態(tài)良性循環(huán)。能源的利用水平、質(zhì)量與數(shù)量，是一個(gè)國(guó)家文明程度的重要標(biāo)志。生活水平的現(xiàn)代化也是用能水平的現(xiàn)代化。中國(guó)十幾億人口，70%在農(nóng)村，只有實(shí)現(xiàn)農(nóng)村用能方式的*轉(zhuǎn)變，社會(huì)才會(huì)同步發(fā)展。

　　山東能源研究所經(jīng)過 “七五”、“八五”近十年的攻關(guān)研究，于1995年推出下吸式的XFL系列秸桿氣化集中供氣系統(tǒng)，在山東恒臺(tái)縣大潘村進(jìn)行93戶的集中供氣試點(diǎn)以來，經(jīng)過短短的五六年時(shí)間，全國(guó)已有近百個(gè)供氣站相繼建成投入運(yùn)行。而云南省自2000年開始到目前為止，也建成三個(gè)集中供氣點(diǎn)供氣。這充分說明秸桿氣化集中供氣深受農(nóng)戶，特別是城鎮(zhèn)化后的農(nóng)戶的歡迎。中國(guó)作為一個(gè)迅速崛起的發(fā)展中農(nóng)業(yè)大國(guó)，在剛剛踏入21世紀(jì)的時(shí)刻面臨著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境保護(hù)的雙重壓力。在不以犧牲環(huán)境質(zhì)量為代價(jià)的前提條件下，實(shí)現(xiàn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長(zhǎng)，改變傳統(tǒng)的能源生產(chǎn)方式和消費(fèi)方式，開發(fā)利用秸桿生產(chǎn)清潔能源是一項(xiàng)必然選擇。

　　然而，目前的秸桿熱解氣化集中供氣技術(shù)，均屬于空氣為氣化劑的固定床氣化爐型，所得氣體的熱值低（5000KJ/NM3左右），焦油含量高（900-100000mg/m3不等），與城市管網(wǎng)輸配所要求的燃?xì)獾臉?biāo)準(zhǔn)相距甚遠(yuǎn)，只能在較小范圍、較短距離內(nèi)供應(yīng)，無法滿足城鎮(zhèn)建設(shè)要求的較大規(guī)模的應(yīng)用。本項(xiàng)目提出的高熱值低焦油秸桿*氣化技術(shù)，在云南省科委主任基金的資助下，已完成氣化部分的研究結(jié)果表明，氣體熱值接近10000KJ/NM3，為現(xiàn)有產(chǎn)品氣的一倍，而且?guī)缀醪缓褂?。如果繼續(xù)得到支持，進(jìn)一步完善整套技術(shù)，將干餾氣中的輕質(zhì)焦油脫出并進(jìn)一步裂解，zui后將氣化氣、干餾氣和焦油裂解氣混合，燃?xì)鉄嶂岛徒褂秃繉缀踹_(dá)到城市管道煤氣的要求。這將為城鎮(zhèn)建設(shè)提供一套秸桿氣體燃料集中供氣的*基礎(chǔ)設(shè)施。

三、相關(guān)領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)

　　在發(fā)達(dá)國(guó)家，生物質(zhì)作為能源的利用，多采用高投入、高產(chǎn)出的方式，建設(shè)大型的生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化工程，將傳統(tǒng)的生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為現(xiàn)代能源利用。例如，美國(guó)在1992年就大約有1000個(gè)利用木材氣化的發(fā)電廠，運(yùn)行裝機(jī)650萬千瓦，年發(fā)電42億千瓦時(shí)，發(fā)電成本4-6美分每千瓦時(shí)，每千瓦投資2000-3000美元，美國(guó)加州電力供應(yīng)的40%來源于生物質(zhì)發(fā)電，目前，生物質(zhì)動(dòng)力工業(yè)在美國(guó)已成為僅次于水電的第二大可再生能源。生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)代能源的利用在美國(guó)、瑞典和奧地利的基本能源消費(fèi)中已分別占到40%、16%和10%。在歐盟國(guó)家中，開發(fā)利用的所有新能源和可再生能源（包括水電在內(nèi)）中生物質(zhì)能源已占總和的59.6%。國(guó)外生物質(zhì)氣化裝置一般規(guī)模較大，自動(dòng)化程度高，工藝較復(fù)雜，以發(fā)電和供熱為主，如，加拿大摩爾公司（Moore Canada Ltd）設(shè)計(jì)和發(fā)展的固定床濕式上行式氣化裝置、加拿大通用燃料氣化裝置有限公司（Omnifuel Gasification System Limitred）設(shè)計(jì)制造的流化床氣化裝置、美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)固體燃料公司（Standard Solid Fuels Inc）設(shè)計(jì)制造的炭化氣化木煤氣發(fā)生系統(tǒng)、德國(guó)茵貝爾特能源公司（Imbert Energietechnik GMBH）設(shè)計(jì)制造的下行式氣化爐-內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)等等，氣化效率可達(dá)60%-90%，可燃?xì)鉄嶂禐?.7-2.5×104kJ/m3。目前，在該領(lǐng)域具有水平的國(guó)家有瑞典、美國(guó)、意大利、德國(guó)等。美國(guó)近年來在生物質(zhì)熱解氣化技術(shù)方面有所突破，研制出了生物質(zhì)綜合氣化裝置-燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)成套設(shè)備，為大規(guī)模發(fā)電提供了樣板。

　　從80年代初開始，經(jīng)過近20年的努力，我國(guó)生物質(zhì)氣化技術(shù)也日趨完善。我國(guó)自行研制的集中供氣和戶用氣化爐產(chǎn)品已進(jìn)入實(shí)用化試驗(yàn)及示范階段，形成了多個(gè)系列的爐型，可滿足多種物料的氣化要求，在生產(chǎn)、生活用能、發(fā)電、干燥、供暖等領(lǐng)域得到利用。近年來，還將煤氣化技術(shù)引入到生物質(zhì)氣化方面來，如沸騰流化床技術(shù)可用在細(xì)粒狀的生物質(zhì)氣化，克服了此類原料在固定床連續(xù)加料的困難，同時(shí)生物質(zhì)流化床技術(shù)也被很多研究單位和高校重視，有關(guān)該項(xiàng)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)研究也在進(jìn)行中。

　　目前，我國(guó)使用的秸桿氣化技術(shù)，主要以固定床為主。固定床工藝一般采用空氣為氣化劑，這類工藝，不論是上吸式、下吸式或是平吸式的氣流方式，都有設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于操作、可以實(shí)現(xiàn)多種生物質(zhì)原料的熱解氣化、投資少等特點(diǎn)。但是得到的生物質(zhì)燃?xì)鉄嶂档?，一般只?000KJ/Nm3左右，且生物質(zhì)氣中焦油含量高，燃料利用率低，生產(chǎn)、輸送、配給的成本較高。分析其原因，主要有兩方面：*，由于工藝路線局限，多采用空氣為氣化劑，得到的燃?xì)庵械獨(dú)夂扛撸ǔＴ?0%左右，影響了氣體的熱值；第二，由于秸桿原料有些不利于氣化因素，使得燃料得不到*氣化，僅利用了燃料中的揮發(fā)成分，固定碳得不到充分利用。集中供氣的形式，以山東能源研究所開發(fā)的XFL秸桿氣化系列和大連環(huán)境科學(xué)研究院開發(fā)的LZ生物質(zhì)干餾氣化系列為代表，前者產(chǎn)氣率為1.8-2.0m3/kg，但氣體熱值較低，僅為5000kJ/m3，而且氣體中焦油含量較高；后者氣體熱值可達(dá)14000kJ/m3，但產(chǎn)氣率低，僅為0.3 m3/kg，而且其主產(chǎn)品為碳，生物質(zhì)氣只是副產(chǎn)品。目前，兩種爐型均只作為較小范圍的生物質(zhì)集中供氣系統(tǒng)，要建大規(guī)模的系統(tǒng)，所帶來的一些技術(shù)及經(jīng)濟(jì)上的問題尚需解決。

　　目前，生物質(zhì)熱解氣化技術(shù)正朝著提高氣體熱值，降低焦油含量的趨勢(shì)發(fā)展。本研究項(xiàng)目的zui大特點(diǎn)一是改變了以往秸桿氣化采用空氣為氣化劑的方式，而采用水蒸汽為氣化劑，從而大大提高了所得的燃?xì)獾臒嶂?。二是將含焦油的干餾氣單獨(dú)導(dǎo)出，經(jīng)焦油脫出和凈化處理后，得到的輕質(zhì)焦油在特殊裝置中裂解成為高熱值燃?xì)?。zui后將干餾氣、焦油裂解氣摻混在氣化氣中，這不僅降低了燃?xì)庵械慕褂秃?，而且混合氣熱值得到進(jìn)一步提高；二是干餾與氣化在同一臺(tái)設(shè)備中進(jìn)行，改變了固體燃料氣化工藝中干餾和氣化分離所帶來的熱利用率低、設(shè)備投資大等不足。為生物質(zhì)氣化提供了一套嶄新的工藝技術(shù)。目前，*九次會(huì)議通過了國(guó)家十五規(guī)劃中把小城鎮(zhèn)建設(shè)列為十五期間的重點(diǎn)發(fā)展內(nèi)容。為該技術(shù)的發(fā)展提供了很好的機(jī)遇。本項(xiàng)目在云南師范大學(xué)太陽能研究所、云南省農(nóng)村能源工作站、昆明市鍋爐廠三家單位大力協(xié)作，共同攻關(guān)完成后，將能強(qiáng)有力促進(jìn)該技術(shù)的示范運(yùn)行及產(chǎn)業(yè)化的迅速發(fā)展。我國(guó)秸桿資源豐富，本項(xiàng)技術(shù)對(duì)充分利用這些資源、緩解能源緊張、提高能源品位、改善環(huán)境質(zhì)量、提高人民生活水平等諸多方面具有重要意義。

四、項(xiàng)目申報(bào)單位的基本情況

五、有關(guān)項(xiàng)目現(xiàn)有工作基礎(chǔ)

　　本項(xiàng)目是云南省科委“高熱值生物質(zhì)氣化技術(shù)”項(xiàng)目的后續(xù)項(xiàng)目，本項(xiàng)目有兩個(gè)部分組成，一部分為生物質(zhì)干餾后的*氣化，另一部分為生物質(zhì)干餾產(chǎn)物的凈化、焦油分離及焦油裂解。項(xiàng)目的前一部分在省科委的資助下已基本完成，并通過了云南省科委組織的專家驗(yàn)收；后一部分將在本次申報(bào)中獲得支持后，繼續(xù)完成。

　　目前，云南師范大學(xué)太陽能研究所、昆明鍋爐有限責(zé)任公司兩家協(xié)作單位已取得共識(shí)，將會(huì)以高昂的熱情投入該項(xiàng)目的研究，各施所長(zhǎng)，精誠(chéng)合作，共同完成本項(xiàng)目的研究工作。

六、項(xiàng)目達(dá)到的目標(biāo)及考核的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

七、項(xiàng)目的主要內(nèi)容及實(shí)施方案（含技術(shù)路線）

八、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)分析（包括技術(shù)關(guān)鍵及難點(diǎn)分析、市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)分析、推廣應(yīng)用前景及產(chǎn)業(yè)化可行性）

　　本項(xiàng)目的技術(shù)難點(diǎn)在于焦油的脫出、焦油中木醋酸的分離以及焦油的裂解。

　　本項(xiàng)目完成后，可作為城鎮(zhèn)建設(shè)中集中供氣的示范系統(tǒng)加以推廣應(yīng)用，示范系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析如下：

　　由于本研究開發(fā)出來的產(chǎn)品為高熱值、低焦油的*的秸桿氣化技術(shù)，較現(xiàn)行技術(shù)更具有生命力，更適應(yīng)城鎮(zhèn)化建設(shè)的需要，因而具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)較小，推廣應(yīng)用前景廣闊。本研究的完成，可為形成*的高熱值秸桿氣化產(chǎn)業(yè)提供一套產(chǎn)品樣品，進(jìn)行示范工程服務(wù)。并迅速形成產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

九、經(jīng)費(fèi)預(yù)算及籌措方案

4、資金籌措方案

十、項(xiàng)目承擔(dān)單位、參加單位及主要人員的分工

本項(xiàng)目承擔(dān)單位為云南師范大學(xué)太陽能研究所、昆明鍋爐有限責(zé)任公司。

云南師范大學(xué)太陽能研究所為研發(fā)、實(shí)驗(yàn)單位；昆明鍋爐有限責(zé)任公司為設(shè)計(jì)、制造單位。

十一、必要的支撐條件及運(yùn)行機(jī)制

支撐條件：

1、有前期的實(shí)驗(yàn)成果；

2、得到昆明鍋爐有限責(zé)任公司的大力支持；

2、各協(xié)作單位取得共識(shí)，

項(xiàng)目（課題）名稱：高熱值低焦油的秸桿*氣化技術(shù)研究

申請(qǐng)單位：云南師范大學(xué)太陽研究所昆明鍋爐有限責(zé)任公司

一、項(xiàng)目概述

　　隨著新世紀(jì)的到來，人類面臨著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和環(huán)境保護(hù)的雙重壓力，改變能源的生產(chǎn)和消費(fèi)方式，用現(xiàn)代技術(shù)開發(fā)利用包括秸桿在內(nèi)的生物質(zhì)可再生能源，對(duì)建立持續(xù)發(fā)展的能源系統(tǒng)，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境改善以及擺脫對(duì)化石能源的依賴都具有重大意義。

　　固定床高熱值低焦油秸桿*氣化技術(shù)是城鎮(zhèn)建設(shè)中就地取材，實(shí)現(xiàn)氣體燃料集中供應(yīng)的關(guān)鍵性基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目之一。本項(xiàng)目是在前期云南省科委主任基金支持的“高熱值生物質(zhì)氣化技術(shù)”項(xiàng)目基礎(chǔ)上提出的。前期項(xiàng)目于2000年6月順利完成了生物質(zhì)氣化部分的工業(yè)化中間試驗(yàn)，將現(xiàn)行生物質(zhì)熱解氣化氣體的熱值從4800-5000kJ/Nm3提高到8000-10000 kJ/Nm3。本次申請(qǐng)旨在希望得到*的繼續(xù)支持，圓滿完成該次高熱值低焦油秸桿*氣化技術(shù)氣化技術(shù)的工業(yè)化中間試驗(yàn)，將秸桿氣化過程中的干餾氣與輕質(zhì)焦油脫出，裂解成熱值較高的焦油裂解氣。zui后，將氣化氣、干餾氣及焦油裂解氣混合，得到低焦油、高熱值的混合燃?xì)?，使之接近城市現(xiàn)行的人工煤氣管網(wǎng)輸配的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)的要求。前期項(xiàng)目試驗(yàn)研究結(jié)果表明，本次研究所采用的工藝技術(shù)*，技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)合理。直接作為小城鎮(zhèn)集中供氣的氣源設(shè)備，可以滿足我國(guó)在突飛猛進(jìn)的城鎮(zhèn)化建設(shè)中，將傳統(tǒng)直接燃燒生物質(zhì)的用能方式向現(xiàn)代化城市用能方式和能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變的需要，取得環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)三方面的效益。

二、項(xiàng)目立項(xiàng)的必要性

　　中國(guó)有句老話：開門七件事，柴、米、油、鹽、醬、醋、茶。這也是說，一個(gè)家庭過日子，*件事就是用能。對(duì)于現(xiàn)階段的中國(guó)來說，開發(fā)利用包括秸桿在內(nèi)的農(nóng)林廢棄物資源，具有特殊而重要的意義。秸桿氣化不但可以提高燃料品位，提高能源利用率，而且氣體燃料清潔，易于輸送，使用方便，是小城鎮(zhèn)建設(shè)中值得推廣的一項(xiàng)好技術(shù)。我國(guó)經(jīng)過改革開放二十年來的長(zhǎng)足發(fā)展，人民生活水平有了巨大提高，農(nóng)村城鎮(zhèn)化和城市社區(qū)化建設(shè)正方興未艾。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)城鎮(zhèn)化水平在1978年只有17.1%，到1997年達(dá)到了30%，目前，有1.2億農(nóng)民進(jìn)入城鎮(zhèn)生活；估計(jì)到2010年，我國(guó)城鎮(zhèn)化水平將達(dá)到45%，屆時(shí)，將有6.2億農(nóng)民進(jìn)入城鎮(zhèn)生活。按“云南省小城鎮(zhèn)發(fā)展目標(biāo)設(shè)計(jì)”的要求，2005年，全省農(nóng)村鎮(zhèn)占農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)總數(shù)將達(dá)到目前37.4%的全國(guó)平均水平，即農(nóng)村鎮(zhèn)540個(gè)，建制鎮(zhèn)664個(gè)，農(nóng)村鎮(zhèn)平均人口為5000人，總?cè)丝谝_(dá)到270萬人。到2010年，農(nóng)村鎮(zhèn)要占農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)的45%，農(nóng)村鎮(zhèn)數(shù)量要達(dá)到650個(gè)，建制鎮(zhèn)要達(dá)到774個(gè)，總?cè)丝谶_(dá)到377萬人。面對(duì)這種情況，傳統(tǒng)的直接燃燒秸桿以取得炊事熱能的用能方式已無法適應(yīng)城鎮(zhèn)化建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施的要求，取而代之就是要就地取材，將秸桿氣化成為品位較高的氣體燃料，才能滿足城鎮(zhèn)化建設(shè)的基本要求。

　　秸桿一直是廣大農(nóng)村生活的重要能源之一，它們是通過植物的光合作用轉(zhuǎn)化而成的可再生能源資源，是太陽能的有機(jī)儲(chǔ)存。而且秸桿作為一種可再生能源，有著其他化石能源不可比擬的*性。其在形成過程中，能吸收大氣中的CO2，減輕溫室效應(yīng)；合理地使用秸桿資源，可增加作物秸桿的回田，有效減輕現(xiàn)代農(nóng)業(yè)帶來的化肥對(duì)耕地的污染及水體的富營(yíng)養(yǎng)化等方面的困惑，同時(shí)還可以減少對(duì)森林的砍伐，增加森林覆蓋率，保持水土，促進(jìn)生態(tài)良性循環(huán)。能源的利用水平、質(zhì)量與數(shù)量，是一個(gè)國(guó)家文明程度的重要標(biāo)志。生活水平的現(xiàn)代化也是用能水平的現(xiàn)代化。中國(guó)十幾億人口，70%在農(nóng)村，只有實(shí)現(xiàn)農(nóng)村用能方式的*轉(zhuǎn)變，社會(huì)才會(huì)同步發(fā)展。

　　山東能源研究所經(jīng)過 “七五”、“八五”近十年的攻關(guān)研究，于1995年推出下吸式的XFL系列秸桿氣化集中供氣系統(tǒng)，在山東恒臺(tái)縣大潘村進(jìn)行93戶的集中供氣試點(diǎn)以來，經(jīng)過短短的五六年時(shí)間，全國(guó)已有近百個(gè)供氣站相繼建成投入運(yùn)行。而云南省自2000年開始到目前為止，也建成三個(gè)集中供氣點(diǎn)供氣。這充分說明秸桿氣化集中供氣深受農(nóng)戶，特別是城鎮(zhèn)化后的農(nóng)戶的歡迎。中國(guó)作為一個(gè)迅速崛起的發(fā)展中農(nóng)業(yè)大國(guó)，在剛剛踏入21世紀(jì)的時(shí)刻面臨著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)與環(huán)境保護(hù)的雙重壓力。在不以犧牲環(huán)境質(zhì)量為代價(jià)的前提條件下，實(shí)現(xiàn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)增長(zhǎng)，改變傳統(tǒng)的能源生產(chǎn)方式和消費(fèi)方式，開發(fā)利用秸桿生產(chǎn)清潔能源是一項(xiàng)必然選擇。

　　然而，目前的秸桿熱解氣化集中供氣技術(shù)，均屬于空氣為氣化劑的固定床氣化爐型，所得氣體的熱值低（5000KJ/NM3左右），焦油含量高（900-100000mg/m3不等），與城市管網(wǎng)輸配所要求的燃?xì)獾臉?biāo)準(zhǔn)相距甚遠(yuǎn)，只能在較小范圍、較短距離內(nèi)供應(yīng)，無法滿足城鎮(zhèn)建設(shè)要求的較大規(guī)模的應(yīng)用。本項(xiàng)目提出的高熱值低焦油秸桿*氣化技術(shù)，在云南省科委主任基金的資助下，已完成氣化部分的研究結(jié)果表明，氣體熱值接近10000KJ/NM3，為現(xiàn)有產(chǎn)品氣的一倍，而且?guī)缀醪缓褂?。如果繼續(xù)得到支持，進(jìn)一步完善整套技術(shù)，將干餾氣中的輕質(zhì)焦油脫出并進(jìn)一步裂解，zui后將氣化氣、干餾氣和焦油裂解氣混合，燃?xì)鉄嶂岛徒褂秃繉缀踹_(dá)到城市管道煤氣的要求。這將為城鎮(zhèn)建設(shè)提供一套秸桿氣體燃料集中供氣的*基礎(chǔ)設(shè)施。

三、相關(guān)領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)

　　在發(fā)達(dá)國(guó)家，生物質(zhì)作為能源的利用，多采用高投入、高產(chǎn)出的方式，建設(shè)大型的生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化工程，將傳統(tǒng)的生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化為現(xiàn)代能源利用。例如，美國(guó)在1992年就大約有1000個(gè)利用木材氣化的發(fā)電廠，運(yùn)行裝機(jī)650萬千瓦，年發(fā)電42億千瓦時(shí)，發(fā)電成本4-6美分每千瓦時(shí)，每千瓦投資2000-3000美元，美國(guó)加州電力供應(yīng)的40%來源于生物質(zhì)發(fā)電，目前，生物質(zhì)動(dòng)力工業(yè)在美國(guó)已成為僅次于水電的第二大可再生能源。生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為現(xiàn)代能源的利用在美國(guó)、瑞典和奧地利的基本能源消費(fèi)中已分別占到40%、16%和10%。在歐盟國(guó)家中，開發(fā)利用的所有新能源和可再生能源（包括水電在內(nèi)）中生物質(zhì)能源已占總和的59.6%。國(guó)外生物質(zhì)氣化裝置一般規(guī)模較大，自動(dòng)化程度高，工藝較復(fù)雜，以發(fā)電和供熱為主，如，加拿大摩爾公司（Moore Canada Ltd）設(shè)計(jì)和發(fā)展的固定床濕式上行式氣化裝置、加拿大通用燃料氣化裝置有限公司（Omnifuel Gasification System Limitred）設(shè)計(jì)制造的流化床氣化裝置、美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)固體燃料公司（Standard Solid Fuels Inc）設(shè)計(jì)制造的炭化氣化木煤氣發(fā)生系統(tǒng)、德國(guó)茵貝爾特能源公司（Imbert Energietechnik GMBH）設(shè)計(jì)制造的下行式氣化爐-內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)等等，氣化效率可達(dá)60%-90%，可燃?xì)鉄嶂禐?.7-2.5×104kJ/m3。目前，在該領(lǐng)域具有水平的國(guó)家有瑞典、美國(guó)、意大利、德國(guó)等。美國(guó)近年來在生物質(zhì)熱解氣化技術(shù)方面有所突破，研制出了生物質(zhì)綜合氣化裝置-燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)成套設(shè)備，為大規(guī)模發(fā)電提供了樣板。

　　從80年代初開始，經(jīng)過近20年的努力，我國(guó)生物質(zhì)氣化技術(shù)也日趨完善。我國(guó)自行研制的集中供氣和戶用氣化爐產(chǎn)品已進(jìn)入實(shí)用化試驗(yàn)及示范階段，形成了多個(gè)系列的爐型，可滿足多種物料的氣化要求，在生產(chǎn)、生活用能、發(fā)電、干燥、供暖等領(lǐng)域得到利用。近年來，還將煤氣化技術(shù)引入到生物質(zhì)氣化方面來，如沸騰流化床技術(shù)可用在細(xì)粒狀的生物質(zhì)氣化，克服了此類原料在固定床連續(xù)加料的困難，同時(shí)生物質(zhì)流化床技術(shù)也被很多研究單位和高校重視，有關(guān)該項(xiàng)技術(shù)的實(shí)驗(yàn)研究也在進(jìn)行中。

　　目前，我國(guó)使用的秸桿氣化技術(shù)，主要以固定床為主。固定床工藝一般采用空氣為氣化劑，這類工藝，不論是上吸式、下吸式或是平吸式的氣流方式，都有設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于操作、可以實(shí)現(xiàn)多種生物質(zhì)原料的熱解氣化、投資少等特點(diǎn)。但是得到的生物質(zhì)燃?xì)鉄嶂档?，一般只?000KJ/Nm3左右，且生物質(zhì)氣中焦油含量高，燃料利用率低，生產(chǎn)、輸送、配給的成本較高。分析其原因，主要有兩方面：*，由于工藝路線局限，多采用空氣為氣化劑，得到的燃?xì)庵械獨(dú)夂扛撸ǔＴ?0%左右，影響了氣體的熱值；第二，由于秸桿原料有些不利于氣化因素，使得燃料得不到*氣化，僅利用了燃料中的揮發(fā)成分，固定碳得不到充分利用。集中供氣的形式，以山東能源研究所開發(fā)的XFL秸桿氣化系列和大連環(huán)境科學(xué)研究院開發(fā)的LZ生物質(zhì)干餾氣化系列為代表，前者產(chǎn)氣率為1.8-2.0m3/kg，但氣體熱值較低，僅為5000kJ/m3，而且氣體中焦油含量較高；后者氣體熱值可達(dá)14000kJ/m3，但產(chǎn)氣率低，僅為0.3 m3/kg，而且其主產(chǎn)品為碳，生物質(zhì)氣只是副產(chǎn)品。目前，兩種爐型均只作為較小范圍的生物質(zhì)集中供氣系統(tǒng)，要建大規(guī)模的系統(tǒng)，所帶來的一些技術(shù)及經(jīng)濟(jì)上的問題尚需解決。

　　目前，生物質(zhì)熱解氣化技術(shù)正朝著提高氣體熱值，降低焦油含量的趨勢(shì)發(fā)展。本研究項(xiàng)目的zui大特點(diǎn)一是改變了以往秸桿氣化采用空氣為氣化劑的方式，而采用水蒸汽為氣化劑，從而大大提高了所得的燃?xì)獾臒嶂?。二是將含焦油的干餾氣單獨(dú)導(dǎo)出，經(jīng)焦油脫出和凈化處理后，得到的輕質(zhì)焦油在特殊裝置中裂解成為高熱值燃?xì)?。zui后將干餾氣、焦油裂解氣摻混在氣化氣中，這不僅降低了燃?xì)庵械慕褂秃?，而且混合氣熱值得到進(jìn)一步提高；二是干餾與氣化在同一臺(tái)設(shè)備中進(jìn)行，改變了固體燃料氣化工藝中干餾和氣化分離所帶來的熱利用率低、設(shè)備投資大等不足。為生物質(zhì)氣化提供了一套嶄新的工藝技術(shù)。目前，*九次會(huì)議通過了國(guó)家十五規(guī)劃中把小城鎮(zhèn)建設(shè)列為十五期間的重點(diǎn)發(fā)展內(nèi)容。為該技術(shù)的發(fā)展提供了很好的機(jī)遇。本項(xiàng)目在云南師范大學(xué)太陽能研究所、云南省農(nóng)村能源工作站、昆明市鍋爐廠三家單位大力協(xié)作，共同攻關(guān)完成后，將能強(qiáng)有力促進(jìn)該技術(shù)的示范運(yùn)行及產(chǎn)業(yè)化的迅速發(fā)展。我國(guó)秸桿資源豐富，本項(xiàng)技術(shù)對(duì)充分利用這些資源、緩解能源緊張、提高能源品位、改善環(huán)境質(zhì)量、提高人民生活水平等諸多方面具有重要意義。

四、項(xiàng)目申報(bào)單位的基本情況

五、有關(guān)項(xiàng)目現(xiàn)有工作基礎(chǔ)

　　本項(xiàng)目是云南省科委“高熱值生物質(zhì)氣化技術(shù)”項(xiàng)目的后續(xù)項(xiàng)目，本項(xiàng)目有兩個(gè)部分組成，一部分為生物質(zhì)干餾后的*氣化，另一部分為生物質(zhì)干餾產(chǎn)物的凈化、焦油分離及焦油裂解。項(xiàng)目的前一部分在省科委的資助下已基本完成，并通過了云南省科委組織的專家驗(yàn)收；后一部分將在本次申報(bào)中獲得支持后，繼續(xù)完成。

　　目前，云南師范大學(xué)太陽能研究所、昆明鍋爐有限責(zé)任公司兩家協(xié)作單位已取得共識(shí)，將會(huì)以高昂的熱情投入該項(xiàng)目的研究，各施所長(zhǎng)，精誠(chéng)合作，共同完成本項(xiàng)目的研究工作。

六、項(xiàng)目達(dá)到的目標(biāo)及考核的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

七、項(xiàng)目的主要內(nèi)容及實(shí)施方案（含技術(shù)路線）

八、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)分析（包括技術(shù)關(guān)鍵及難點(diǎn)分析、市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)分析、推廣應(yīng)用前景及產(chǎn)業(yè)化可行性）

　　本項(xiàng)目的技術(shù)難點(diǎn)在于焦油的脫出、焦油中木醋酸的分離以及焦油的裂解。

　　本項(xiàng)目完成后，可作為城鎮(zhèn)建設(shè)中集中供氣的示范系統(tǒng)加以推廣應(yīng)用，示范系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析如下：

　　由于本研究開發(fā)出來的產(chǎn)品為高熱值、低焦油的*的秸桿氣化技術(shù)，較現(xiàn)行技術(shù)更具有生命力，更適應(yīng)城鎮(zhèn)化建設(shè)的需要，因而具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)較小，推廣應(yīng)用前景廣闊。本研究的完成，可為形成*的高熱值秸桿氣化產(chǎn)業(yè)提供一套產(chǎn)品樣品，進(jìn)行示范工程服務(wù)。并迅速形成產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

九、經(jīng)費(fèi)預(yù)算及籌措方案

4、資金籌措方案

十、項(xiàng)目承擔(dān)單位、參加單位及主要人員的分工

本項(xiàng)目承擔(dān)單位為云南師范大學(xué)太陽能研究所、昆明鍋爐有限責(zé)任公司。

云南師范大學(xué)太陽能研究所為研發(fā)、實(shí)驗(yàn)單位；昆明鍋爐有限責(zé)任公司為設(shè)計(jì)、制造單位。

十一、必要的支撐條件及運(yùn)行機(jī)制

支撐條件：

1、有前期的實(shí)驗(yàn)成果；

2、得到昆明鍋爐有限責(zé)任公司的大力支持；

2、各協(xié)作單位取得共識(shí)，有較高的積極性。

運(yùn)行機(jī)制：

以云南師范大學(xué)太陽能研究所為主體，發(fā)揮各單位的長(zhǎng)處，共同努力，使本項(xiàng)目能夠順利完成。在項(xiàng)目完成后，共同組建一家股份公司，形成集研發(fā)、生產(chǎn)、推廣一條龍的產(chǎn)業(yè)化運(yùn)作方式。

有較高的積極性。

運(yùn)行機(jī)制：

以云南師范大學(xué)太陽能研究所為主體，發(fā)揮各單位的長(zhǎng)處，共同努力，使本項(xiàng)目能夠順利完成。在項(xiàng)目完成后，共同組建一家股份公司，形成集研發(fā)、生產(chǎn)、推廣一條龍的產(chǎn)業(yè)化運(yùn)作方式。