生物质气化技术让能源产品更多样

了解生物质气化技术之前，要先清楚什么是生物质。生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。生物质能则是太阳能以化学能形式储存在生物质中的能量形式，它一直是人类赖以生存的重要能源之一，是仅次于煤炭、石油、天然气之后的第四大能源，在整个能源系统中占有重要的地位。广义上说，生物质包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物为食物的动物及其产生的废弃物。有代表性的生物质如农作物、农作物生产加工剩余物、木材、木材加工废弃物和动物粪便等。狭义上，生物质主要是指农林业生产过程中除粮食、果实以外的秸秆、树木等木质纤维素、农产品加工业下脚料、农林废弃物及畜牧业生产过程中的禽畜粪便和废弃物等。

生物质能是可再生能源的重要组成部分，生物质能的高效开发利用，对解决能源、生态环境问题将起到十分积极的作用。进入20世纪70年代，世界各国尤其是经济发达国家都对此高度重视，积极开展生物质能利用技术的研究，并取得许多研究成果，目前，某些技术已具备工业化应用的条件。生物质气化技术就是生物质众多利用技术中具有广泛应用前景的技术。

生物质气化技术的原理可简单表述为：在专用设备内，通入少量氧气使固态生物质原料部分燃烧，利用燃烧热量将其余大部分生物质裂解，最终使生物质大分子链断裂成为以CO（一氧化碳）、H2（氢气）、CH4（甲烷）等为主要有效成分的小分子气体的过程。产生的可燃气体净化处理后，可以用于炊事、供热、发电以及合成化学品。需要指出的是，气化技术不仅仅适用于生物质，可燃垃圾等废弃物也可以通过气化技术进行处理，只是技术设备更复杂一些。

随着国家快速发展，农村居民生活水平迅速提高，在很多地区秸秆已不再是农村生活的主要燃料，因此废弃秸秆量较大，其处置处理已经成为秋收之后各级政府头疼的事情。专家认为，至少在现阶段，能源化利用是提高剩余秸秆利用增量的首选途径。而在秸秆能源转化的众多技术中，气化技术因转化过程高效、快速，如果结合发电、热电联产、气炭联产、液体燃料合成等后续技术，气化产物用途特别广泛，因此生物质气化势必在未来的秸秆能源化利用技术中，占据重要位置，成为优先开发的新能源技术之一。

典型案例

辽宁省本溪满族自治县铁刹山村位于该县东部，气候类型具有四季分明，冬季寒冷，夏季炎热，潮湿多雨的特点。当地主要农作物为玉米、大豆等。为解决百姓日常生活烧秸秆不仅污染环境，还存在安全隐患的实际问题，在省、市、县政府民生工程补贴的支持下，建设了秸秆气化集中供气站，为百姓提供炊事用燃气。项目由辽宁省能源研究所于2007年建成并运行，运行期间仅对气柜进行了部分修复，至今已连续运行了13年。

据了解，该秸秆气化站采用一套机组产气能力为每小时300立方米的下吸式固定气化炉制气系统，以玉米芯为原料，经过处理后的原料通过螺旋进料器送入下吸式气化炉进行气化反应，产生粗燃气。粗燃气再经过旋风除尘器去除大颗粒灰尘后进入喷淋净化器，在喷淋水和间接冷却水的双重作用下，去除燃气中的焦油和细灰，并使燃气温度降到35℃以下，该燃气经过生物质过滤器进一步去除残余焦油和水分。最终，经过净化后的燃气，其焦油和灰分含量每立方米低于10毫克，经过罗茨风机送入储气柜，储气柜内的燃气依靠储气柜自身配重经过管网送到用户家中。

记者了解到，气化站由村里自主运营，由于规模较小，售气收入除去原料、人工、水电等运行成本后，还需村里适当贴补才能维持运行。由于秸秆气化集中供气为村民提供了洁净的燃气，因此告别了传统的烟熏火燎，实现了“不见炊烟起，但闻饭菜香”的美好愿景，深受百姓的认可。

安徽肥西生物质气化替代天然气（煤）供热项目位于肥西县永锋科技有限公司厂区内。该项目由合肥德博生物能源科技有限公司于2018年6月建设，2018年12月投入运行。项目主要原料为稻壳，附以周边粮食加工企业产生的下脚料，稻壳气化后产生的燃气替代天然气（煤）供10吨锅炉燃烧，蒸汽规格为1.2兆帕饱和蒸汽，年消耗稻壳2.64万吨，年供蒸汽6万吨。据不完全统计，目前工商登记在册的肥西县及周边地区从事粮食加工的企业就有几十家，稻壳类生物质资源量充裕。

据项目负责人介绍，该项目选用下吸式固定床气化炉作为气化反应设备，生成的生物质燃气经燃气增压风机加压后，通过燃气燃烧器送入绝热燃烧室进行一次燃烧，绝热燃烧室后部接生物质燃气锅炉，再经过分级配风实现生物质燃气的充分燃烧。燃烧产生的蒸汽用于厂区模具加工使用，产气的同时还联产含碳量约45％-50％的稻壳炭，冷却后通过输送系统输送至炭仓库，稻壳炭经打包收集后卖给钢铁厂用作保温剂，每吨稻壳炭售价约1000至1100元。

据了解，该项目运行过程中，生物质燃气的燃烧采用分段配风的低氮燃烧控制技术，燃气燃烧后的尾气中氮氧化物含量每标准立方米小于150毫克；生物质燃气以高温状态直接送入锅炉燃烧，系统无废水、废液排放；稻壳炭作为产品出售，系统中无固体废弃物排放。经测算，利用生物质供热的同时联产生物质炭，每吨蒸汽成本约85元，每年为用户节约成本1055万元，同时环保达到国家标准，符合绿色、持续、高效的环保发展理念，市场前景广阔。