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章 總論

    一、項目名稱及政策依據 

    1、項目名稱 

    生物質氣化爐技改項目 

    2、政策依據

    2.1《關於加快發展節能環保產業的意見》（國發「2013」30 號）

    2.2、《大氣汙染防治行動計劃》 國發「2013」37 號）

    2.3《2014－2015 年節能減排低碳發展行動方案》（國辦發「2014」23 號）

    2.4《關於印發燃煤鍋爐節能環保綜合提升工程實施方案的通知》（發改環 資發「2014」2451 號）

    二、標準

    1、《環境空氣質量標準》 GB3095-2012

    2、《鍋爐大氣汙染物排放標準》 GB13271-2014

    3、《鍋爐節能技術監督管理規程》 TSG G0002-2010 

    三、研究原則

    1、在確保安全可靠和經濟合理的前提下，以“節能、降耗、減排和開發新型清潔能源”為研究原則。 

    2、貫徹及地方的安全生產和節能環保各項法規，確保安全生產，排放達標。

    3、在工藝流程和設備選型方麵，采用的節能降耗技術，減少對水、電 和蒸汽等消耗，裝置及設備布置采取優化設計，限度的減少用地麵積。

    四、研究工作範圍 

    1、分析生物質氣化爐的性及配套工業鍋爐的可行性。

    2、分析生物質氣化爐在提高鍋爐熱效率，減少鍋爐生產汙染物排放的經濟 效益和社會效益。

    3、在安全、環保和穩定生產的前提下，提高鍋爐熱利用率，以提高企業的 經濟效益。

    五、技改目標 

    1、鍋爐熱效率：≥92%

    2、煙氣顆粒物≤20 mg/m3

    3、煙氣 SO ≤30 mg/m3

    4、煙氣 NOX≤200 mg/m3

    5、達到《鍋爐大氣汙染物排放標準》 GB13271-2014 的相關排放標準

    6、達到《鍋爐節能技術監督管理規程》TSGG0002-2010 的相關能效標準 

    六、研究結論 

    1、生物質氣化爐配套工業鍋爐為節能及環保各項政策所倡導，技術成熟而，不僅節能，而且更加清潔環保。 

    2、原有燃煤鍋爐通過配套生物質氣化爐設備後，減少了直燃生物質原料所造成的不完全燃燒損失、飛灰不完全燃燒損失及排煙損失等，比直燃鍋爐有明顯 的節能效果。

    3、通過煙氣再循環燃燒將鍋爐廢氣中的氮氧化物進行處理後，三廢排放完 全符合的環保要求，不需要另外建設環保治理設施。

    4、研究結論： 本可行性研究對項目建設的政策支持、法律法規、裝置的工藝流程和技術性進行了全麵而合理的分析比較，認為生物質氣化爐配套工業鍋爐符合 節能、環保相關的節能減排要求，同時在安全性，穩定性方麵滿足企業的生產需 要，原料供應有充分的保障，生產技術成熟可靠，經濟效益良好，有較強的抗風 險性。其中不少項目是利用農、林業廢棄物和一些利用生物質原料進行生產的企 業所產生的廢料作為原料，在變廢為寶的同時，又能達到節能增效和環保達標的 目的，因此，生物質氣化爐裝置配套工業鍋爐是非常必要，相當可行的。

第二章 設計單位簡介

    無錫市羞羞羞视频网站熱能科技有限公司是一家集研發、製造、銷售、服務於一體的專 業生產生物質燃料機及羞羞视频免费视频燃料的服務商。

    公司地處太湖之濱、風景優美的魚米之鄉，北臨 342 省道，錫宜高速，滬寧 高速，交通便利發達。公司自成立以來，專業研發羞羞羞视频网站機及羞羞视频免费视频的 生產，銷售，踏踏 實實為廣大用戶提供優良的產品，完善的跟蹤售後服務，為 廣大用戶取得良好的節能效果及豐厚的經濟收益。

    作為立誌為能源危機、環境危機作出貢獻的生物質能源公司之一，公司堅守對經濟、環境和社會負責的理念，不斷滿足人類對新型清潔能源的需求，經過幾 年的積極探索和潛心研發，羞羞羞视频网站公司已掌握了國內的生物質能工業化實用技 術，並凝聚了生物質能行業的精英團隊，必將成為引領生物質能事業的發展。

    節能、降耗、減排、開發新型清潔能源，不僅要依靠政府的推動，更要依靠 企業的技術進步；發展循環經濟、建設創新型、構建資源節約和環境友好型 社會，不僅是政府的職責，更是企業的使命。羞羞羞视频网站公司的理想，就是通過創新， 為實現祖國的能源安全、為營建祖國的碧水藍天、為人類的可持續發展竭誠奉獻。

第三章 生物質氣化爐的研究背景及建設的必要性

    一、研究背景

    1、環保政策背景 根據的環保要求，明令禁止直接燃用生物質原料，要求必需將生物質原料經過壓密成型後使用或將生物質經過氣化為燃氣後，在配套的專用燃燒 設備上使用，在燃燒完全的同時，以減少對大氣的汙染。在新的環保治理法規規 定中，要求在全國各大中型城市建成區和工業園區內，禁止新建各類小型燃煤鍋 爐並淘汰各類小型高能耗燃煤鍋爐，提倡使用生物質鍋爐及燃氣鍋爐。

    2、鼓勵政策背景

    2.1、《產業調整指導目錄2011》類 鼓勵類，農業：農作物秸杆還田 與綜合利用（青貯飼料，秸稈氨化養牛、還田、秸稈沼氣及熱解、氣化，培育食 用菌、固化成型燃料等）。

    2.2、發改委、農業部關於印發編製秸稈綜合利用規劃的指導意見通知「發改環資（2009）378號」“4”秸稈能源化利用技術：秸稈熱解氣化是以農作 物秸稈、稻殼、木屑、樹枝以及農村有機廢棄物等為原料，在氣化爐中，缺氧的 情況下進行燃燒，通過控製燃燒過程，使之產生含一氧化碳、氫氣、甲烷等可燃 氣體作為農戶的生活用能；

    2.3、國務院辦公廳關於加快推進農作物秸稈綜合利用的意見「國辦發（2008）105號」“七”有序發展以秸稈為原料的生物質能：結合鄉村環境整治，積極利 用秸稈生物氣化（沼氣）、熱解氣化、固化成型及炭化等發展生物質能，逐步改 善農村能源結構。

    2.4、國務院辦公廳關於印發促進生物產業加快發展若幹政策的通知「國辦發（2009）45號」“七”生物能源領域：加快培育速生、高含油、高熱值、高產 專用能源植物品種，合理利用荒山荒地，推進規模化、基地化種植；積極開展以 甜高粱、薯類、小桐子、黃連木、光皮樹、文冠果以及植物纖維等非糧食作物為 原料的液體燃料生產試點，推動生物柴油、集中式生物燃氣、生物質發電、生物 質致密成型原料等生物能源的發展。

    2.5、《可再生能源中長期發展規劃》（2007 年 9 月）“2”生物質能：現 代生物質能的發展方向是高效清潔利用，將生物質能轉換為優質能源，包括電力、 燃氣、液體燃料和固體成型燃料等。

    二、生物質轉化為清潔燃氣的成熟技術支持

    1、生物質能簡介

    生物質能(Biomass Energy)，就是太陽能以化學能形式貯存在生物質中的 能量形式，即以生物質為載體的能量。它直接或間接地來源於綠色植物的光合作 用，可轉化為常規的固態、液態和氣態燃料，取之不盡、用之不竭，是一種可再 生能源，同時也是一種可再生的碳。如圖 1-1 所示：

圖 1-1 生物質替代石化能源

    2、生物質能的分類

    生物質能源原料來源廣泛，依據來源的不同，可以將適合於能源利用 的生物質分為林業資源、農業資源、生活汙水和工業有機廢水、城市固體 廢物和畜禽糞便等五大類。 如圖 1-2 所示：

圖 1-2 生物質能的來源

    3、生物質能的特點

    3.1、可再生性

    生物質能屬可再生資源，生物質能由於通過植物的光合作用可以再生， 與風能、太陽能等同屬可再生能源， 資源豐富，可保證能源的永續利用。

    3.2、低汙染性

    生物質的硫含量、氮含量低、 燃燒過程中生成的 SOx、 NOx 很少；生 物質作為燃料時，由於它在生長時需要的二氧化碳相當於它排放的二氧化 碳的量， 因而對大氣的 CO2 淨排放量近似於零，可有效地減輕溫室效應。 如圖 1-3 所示：

圖 1-3 低碳“ 零” 排放示意圖

    3.3、廣泛分布性

    有生物的地方就有生物質能源，缺乏化石能源的地域，可充分利用生 物質能。

    3.4、生物質燃料總量十分豐富

    生物質能是世界第四大能源 ，僅次 於煤炭、石油和天然氣。根據 生物學 家估算， 地球陸地每年生產 1000～1250 億噸生物質；海洋年生產 500 億 噸生物質。生物質能源的年生產量遠遠超過全世界總能源需求量，相當於 目前世界總能耗的 10 倍。我國可開發為能源的生物質資源到 2010 年已達

    3 億噸。 隨著農林業的發展， 特別是炭薪林的推廣，生物質資源還將越來 越多。

    4、生物質氣化技術

    4.1、生物質氣化原理

    生物質氣化是指將生物質原料（柴薪、鋸末、麥稈、稻草等）壓製成型或 簡單破碎加工處理後，送入氣化爐中，在欠氧的條件下進行氣化裂解，從而得到 的可燃氣體，根據應用需要有時還要對產出氣經行淨化處理從而得到優質的產品 氣。

    生物質氣化原理是在一定的熱力學條件下，借助於氣化介質（空氣、氧氣 或水蒸氣等）的作用，使生物質的高聚物發生熱解、氧化、還原、重整反應，熱解伴生的焦油進一步熱裂化或催化裂化成為小分子碳氫化合物，獲得 CO、H2 和CH4 等氣體。

    由於生物質由纖維素、半纖維素、木質素、惰性灰等組成，含氧量和揮發 份高，焦炭的活化性強，因此生物質與煤相比，具有更高的氣化活性，更適合氣 化。生物質氣化主要包括氣化反應、合成氣催化變換和氣體分離淨化過程（直接 燃用的不用分離淨化）。

    生物質氣化反應原理如圖 2-1 所示：

圖 2-1 生物質氣化反應原理圖

    生物質氣化化學反應式（以空氣為氣化介質）：

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

    生物質氣化的主要參數：

    1）風量當量比：

    理論當量比為 0.28，由於原料與氣化方式的不同，實際運行中， 控製的當量比在 0.2~0.28 之間。

    2）氣體產率：

    氣化爐的氣體產率約為 1.9～2.3Nm3/kg。 3）氣化效率： 生物質燃料氣化活性高，氣化效率高，可達 90％以上。 

    4）氣體熱值：

    根據生物質原料的不同，所產生物質氣的熱值不同，參考《生物質燃氣的成 分分析表》表 1 所示為各種原材料的生物質燃氣成分表：

    表 2-1 生物質燃氣的成分分析表

    表 2-2 幾種典型燃氣及燃-空混合氣熱工性質對比

    4.2、生物質可燃氣的優點

    1）環保清潔型氣體燃料；

    2）燃燒特性好，燃盡率高；

    3）含硫量極低，僅為燃料油的 1/20 左右，不用采取任何脫硫措施即可達到 環保要求；

    4）含氮量極低，燃燒時不用采取任何脫硝措施即可達到環保要求；

    5）燃氣含灰量低；

    6）“0”排放：羞羞羞视频网站排放的 CO2 與其在生長過程中吸收的 CO2 相同， 且替代了化石能源，減少了淨排放，根據《京都議定書》機製，生物質燃料 CO2 為生態“0”排放。

    4.3、生物質可燃氣的熱值、主要成分、燃燒產物

    1）生物質氣體燃料的熱值：一般為 5～8MJ/m3；

    2）生物質氣體燃料的成分：其主要可燃成份為 CO、H2 和 CH4 和一些 C2H4 高分子碳氫化合物及少量焦油；

    3）生物質氣體燃料的燃燒產物：生物質氣體燃料是一種可再生的環保清潔 型能源，硫含量很低，主要燃燒產物為 CO2、H2O、N2。

    4.4、生物質可燃氣的應用

    生物質可燃氣，即將生物質原料在生物質氣化爐中通過高溫氣化，轉化為生 物質可燃氣，替代燃料油或天然氣應用於鋼鐵窯爐、玻璃窯爐、陶瓷窯爐等。

    生物質可燃氣的品質優於現在工業用的煤轉氣（水煤氣）基本相當，含塵量 和焦油含量更低、更環保。

    生物質可燃氣是一種非常清潔的生活和工業燃料，未經淨化的生物質氣體燃 料可以直接通過管道輸送應用到紮鋼加熱爐、煉銅反射爐、坩鍋爐、工業鍋爐及 水泥回轉爐和耐火材料隧道窯等燃料品質要求較低的工業窯爐上。經過除塵除焦 等淨化工序後，其應用範圍可推廣到陶瓷窯爐、玻璃窯爐、熱風爐和電廠等燃料 品質要求較高的工業窯爐上。

    5、工藝簡介

    生物質氣化技術是廣東寶傑環保科技有限公司自主開發的新型生物應用技 術。

    5.1 工藝流程

    生物質氣化係統主要工藝流程如圖 2-2 所示：

圖 2-2 生物質氣化爐工藝流程圖

    5.2、生物質氣化爐係統組成

    1）上料傳送設備： 上料傳送設備選擇性能穩定的皮帶式傳送機。 

    2）儲料倉：儲料倉可以儲存 6 小時用量的燃料，確保生產連續進行。 

    3）進料螺旋給料機： 進料螺旋給料機采用調速電機控製，進料穩定，可以根據鍋爐負荷調節進料量。

    4）氣化爐本體： 氣化爐本體是整套係統的核心設備，生物質固體燃料在本體中高溫裂解、氣化，轉變成高溫生物質燃氣。

    5）風機： 風機提供本體生物質高溫氣化所需的空氣。 

    6）自控儀表：自控儀表是整個係統的控製神經，用於控製正常運行，生產跟蹤，及故障報 警分析。

    7）旋風除塵設備： 用於處理生物質燃氣，確保幹淨的燃氣進入窯爐。 

    5.3、生物質氣化爐工藝簡介

    1）生物質氣化原理：將生物質原料在一定的熱力條件下，利用氣化介質（空 氣、氧氣或水蒸汽等）的作用，使生物質的高聚物發生熱解、氧化、還原和重整 反應，熱解伴生的焦油進一步熱裂化或催化裂化成為小分子的碳氫化合物，獲得 CO、H2和CH4等可燃氣體。

    2）生物質氣化爐：根據生物質氣化原理設計製造而成，將生物質原料壓製 成型或是簡單破碎加工處理後，送入氣化爐內，在欠氧的條件下進行氣化裂解， 從而得到可燃氣體。由於生物質由纖維素、半纖維素、木質素、惰性灰等組成， 含氧量和揮發份高，焦炭的活化性強，因此比煤具有更高的氣化活性，更適合氣 化。生物質氣化簡單工藝流程示意圖如下所示：

    以上流程圖是上吸式氣化爐的工作過程，原料自上而下，氣化過程自下而上。 所產燃氣從下而上，經出口將新入爐原料幹燥後，自身得以冷卻再從爐內引 出進入淨化裝置，從而產生清潔的可燃氣體。

    3）節能環保，增加企業經濟效益的目的 

    A、生物質氣化爐采用的原料一般為農、林業和部分工業企業廢棄的生物質廢料，如柴薪、鋸末、麥稈、稻草等，達到變廢為寶、綜合利用和提高企業經濟 效益的目的，一噸生物質原料的熱值相當於一噸普通煤的熱值，經過氣化爐轉化 為燃氣後，燃燒更完全，利用率更高。

    B、由於生物質氣化活性高，氣化率高，可達90%以上。原料經過氣化爐氣化 後，殘餘的部分固定炭可出售給回收公司作為原料，殘餘的固定炭作是一種緊俏 的炭基複合肥添加原料，可以有效提高土壤的肥效，增加農作物的產量和農產品 的品質。

    C、氣化爐在生產過程中無焦油產生，通過獨特的設計，將伴生的焦油經二 次裂解後全部成為可燃氣體，不存在廢焦油和廢液處理問題及汙染物排放。

    D、生物質氣化產氣率約為1.9－2.3Nm3/kg之間，氣化後的燃氣容易著火、燃燒完全、清潔環保，完全杜絕了直燃生物質原料出現的結焦、顆粒物排放量大 和燃燒不完全等熱效率低和環保壓力大的問題，可顯著提高鍋爐熱效率的同時並 大幅度降低鍋爐廢氣中汙染物的排放。

    E、由於生物質氣化燃氣中含S02成份少，鍋爐排煙溫度可以進一步降低，達 到有效利用熱量，提高鍋爐熱效率。並且生物質氣化燃氣體夾帶的粉塵顆粒物極 少，粉塵顆粒物的環保處理壓力大為降低，用常規的水膜除塵器即可以完全滿足 廢氣中顆粒物濃度限值的排放要求。

    F、生物質氣化後的燃氣不含任何的SO2氣體，因此，采用生物質氣化爐後的 工業鍋爐廢氣排放完全可以達到SO2的濃度限值要求。

    G、對於生物質氣化爐關於氮氧化物排放處理，通過設計一套煙氣再循環係 統，將鍋爐出口的煙氣抽取25%左右，與氣化燃氣混合後再燃燒，達到抑製氮氧 化物產生的目的，完全可以達到環保排放關於氮氧化物的濃度限值要求。

    6、使用生物質能的經濟性優勢

    6.1、 生物質氣化爐的環保特性

    1）燃料自動連續進料，不會出現生物質直燃的髒、亂、差現象；

    2）生物質氣化爐氣化過程中，爐內為微正壓，安全可靠；

    3）正常生產時，氣化爐所有設備壁表溫度小於 80℃，符合相關規定；

    4）在氣化爐生產時，不會排放任何煙氣、廢水，產生的炭灰，仍有經濟價值，經過密 封裝袋處理，既可以做蚊香，也可以用來做果園廢料等。

    6.2、生物質能源經濟性優勢（見表 3－1 和 3－2）

    表 3-1 生物質能源技術應用性對比

    表 3-2 各種燃料經濟性對比表（10t/h 蒸汽鍋爐）

    三、研究結論

    綜上所述，生物質氣化爐不僅節能上有顯著效果，而且在環保達標上完全 符合的有關要求，是一項利國利民的新技術，新產品，應大力提倡推廣運用。

第四章 配套工業鍋爐技術方案

    一、生物質氣化爐配套工業鍋爐的工藝流程如下圖所示：

二、配套工藝流程簡介 

    簡單破碎後的生物質原料（水份高的需經過幹燥處理），用上料機輸送至氣化爐頂，再由螺旋給料機輸送入爐內。氣化爐設有自動點火裝置和緊急排空裝 置，在生產啟動時，通過自動點火裝置點燃氣化爐內燃料，產生高溫煙氣對爐內 生物質原料進行加熱升溫，原料在爐內分別經過氧化、裂解和還原反應，生產的 可燃氣體經過氣化爐引風機送入鍋爐燃燒器點燃後燃燒，產生高溫煙氣供工業鍋 爐產生蒸汽。燃燒器采用專門的燃氣燃燒器，為降低廢煙氣的氮氧化物含量，將 鍋爐出口的煙氣抽取約25%與燃氣混合後再燃燒，可有效抵製煙氣中氮氧化物的 產生。多餘的煙氣經過水膜除塵器去除少量殘餘的粉塵顆粒物後達標排放。

    氣化爐設置有緊急排氣裝置，在非正常情況下，可將多餘的可燃氣體點燃 後排入大氣，不會產生將燃氣直接排入大氣造成汙染的情況。為防止燃氣在爐膛 內非正常爆燃造成的破壞，鍋爐在爐膛側麵新增一個防爆門。鍋爐設計了有效的 熄火檢測裝置，當鍋爐燃燒器由於各種原因熄火時，會自動切斷燃氣的供應，同 時啟動引風機抽取爐內殘留的可燃氣體，在聯鎖未解除前，燃燒器前的燃氣快關 閥不會打開，有效保護鍋爐設備的安全。同時會聯鎖啟動氣化爐非正常情況下的點火及排空，確保氣化爐的安全。 

    三、氣化爐配套工業鍋爐後主要汙染物及治理方案

    1、主要汙染物

    1.1、廢氣：鍋爐燃燒生物質氣化燃氣後的廢煙氣。

    1.2、廢渣：氣化爐生產中產生的部分固定炭和水膜除塵器處理的廢渣。

    1.3、廢液：水膜除塵器循環水。

    1.4、噪音：氣化爐引風機、鍋爐燃燒器用鼓風機、煙氣再循環用引風機、 鍋爐引風機運行產生的噪音及鍋爐安全閥動作排汽的噪音等。

    2、具體汙染物治理方案

    2.1、廢煙氣中夾帶的微量粉塵顆粒物，經過水膜除塵器進行處理，其除塵 效率達到96%以上，水膜除塵器與鍋爐同步保持正常運行，確保廢氣排放的顆料 物含量小於20mg/Nm3, 廢氣排放符合《鍋爐大氣汙染物排放標準》GB13721-2014 的標準要求。

    2.2、生物質燃氣無任何SO2氣體產生，因此，廢氣中的的SO2排放完全符合《鍋爐大氣汙染物排放標準》GB13721-2014的標準要求。

    2.3、新增煙氣再循環係統，用一台引風機從鍋爐出口煙道中抽取約 25%的總排放煙氣量，送入燃燒器前與氣化燃氣混合，以降低混合氣體的氧氣濃度，達 到抑製煙氣中氮氧化物產生的目，確保廢氣中的氮氧化物含量小於 200mg/Nm3, 廢氣排放符合《鍋爐大氣汙染物排放標準》GB13721-2014 的標準要求。

    2.4、噪音治理：氣化爐引風機、鍋爐鼓風機和鍋爐引風機均采用變頻電機， 其進口安裝有消聲器，確保現場設備在正常運行中，其噪音控製在 60 分貝以下。 鍋爐安全閥排汽管安裝有消聲器，確保安全試驗或動作時，其排汽噪音不大 於 60 分貝。鍋爐主控製室建采取夾心泡沫板作為牆體和頂棚，具有較好的隔音 和隔熱效果。

    2.5、生物質氣化爐生產中產生的部分固定炭，通過收集裝袋，交與廢物處 理回收公司用於製造炭基複合肥或其他有用產品，本項目不產生外排廢渣。

    2.6、在氣化爐非正常情況下，會通過緊急排空閥將多餘的燃氣通過燃燒後 排入大氣，並設置緊急情況下的自動點火，燃燒後緊急排氣的裝置，不會產生未 經燃燒的燃氣排入大氣的現象。

    2.7、經過除塵及煙氣再循環等處理措施後，達到合格排放標準的煙氣從煙囪排放入大氣。在煙囪入口開設煙氣取樣口，定期取樣分析煙氣中的汙染物完全 符合《鍋爐大氣汙染物排放標準》GB13721-2014 的排放標準。

第五章 部分已實施成功案例

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