關注丨燃煤耦合生物質發電的“德博模式”
近日,國家能源局、生態環境部聯合發布《關于燃煤耦合生物質發電技改試點項目建設的通知》(以下簡稱《通知》),確定了84個技改項目試點,涉及全國23個省、自治區、直轄市。
燃煤耦合生物質發電是一種成熟的可再生能源發電技術,通過現役煤電機組的高效發電系統和環保集中治理平臺,盡力消納田間露天直燃秸稈,規模化協同處理污泥,實現燃料靈活性,降低存量煤電耗煤量,提升可再生能源發電量,具有投資省、見效快、排放低、可再生電能質量穩定的特點。
在上述通知的80多個試點項目中,從技術方案上看,“采用生物質氣化爐對農林廢棄殘余物進行氣化,產生的生物質燃氣輸送至燃煤機組鍋爐進行燃燒、發電”這一模式達40多個。“氣化”成為此次燃煤耦合生物質發電技巧的主要模式。
國內首套燃煤耦合生物質氣化發電示范項目是由國電長源電力公司與合肥德博生物能源科技有限公司(簡稱德博能源)共同研發的荊門10.8MW工程,目前成功穩定運行近6年時間,為燃煤耦合生物質氣化產業提供了運營樣本。中國能源研究會將該項目作為國內燃煤電廠循環經濟發展經典案例進行推介,受到了各界專家和能源行業資深人士的高度認可。
在此基礎上,業內專家也有指出,盡管氣化技術路線相比其它耦合方式優勢突出,但氣化灰渣的高附加值利用,是該技術路線需要改進和提高的方向。
針對這一問題,《中國電力報》記者采訪了生物質資源利用領域多位資深專家,調研生物質氣化領域最新進展,為生物質氣化在燃煤耦合發電中應用提供新思路。
華電襄陽15MW級燃煤耦合生物質氣化發電項目
能源企業變身為能源材料綜合中心
彼之砒霜,我之蜜糖。能源領域追求降低氣化灰渣含碳量,減少能量損失;而從價值角度來分析,隨著氣化固體產物中含碳量增大,無價值灰渣轉變為高價值生物炭,會大幅度提高項目收益,這正是生物質氣化多聯產工藝追求的。
為了氣化事業發展,德博能源與相關科研單位深入合作,并投入大量資金進行技術研發。他們首先從生物質原料特性做起,建立了涵蓋秸稈、稻殼、玉米芯、木塊、竹屑在內的100多種生物質的堆密度、流動性、元素分析、灰成分等理化特性庫。他們開發出了適合不同原料的固定床和流化床氣化裝置,實現了對燃氣和生物炭等多種產品的智能調控。他們還擴大了生物燃氣的應用范圍,實現了生物燃氣在電力供應、熱能生產、化工領域、金屬冶煉等領域的全覆蓋。在氣化產品方面,他們實現了生物燃氣的高效清潔燃燒利用,生物炭產品深加工成工業炭和活性炭用于修復退化、污染的土壤和水體,并開發了新型炭基肥、生物質液肥等產品應用于農業,減少化肥用量。他們還與合作單位一起延長產業鏈,將生物炭變成為價值極高的電極材料,實現了生物質向高端碳材料的轉化。
已故中國工程院張齊生院士畢生致力于生物質氣化多聯產技術研究和產業化推廣,利用生物質中揮發分和固定碳等可燃組分理化特性,在高溫無氧或缺氧條件下,發生分解產生可燃氣體及高品質生物炭,通過調整固定碳的氧化程度,實現高品質生物炭及燃氣同時輸出,提升生物質價值。
在張齊生理論指導下,合肥德博生物能源科技有限公司陸續建設并運行了一百多套生物質氣化多聯產項目,在我國東北地區的黑龍江和吉林,實現生物質清潔供暖同時獲得高品質炭材料;在浙江安吉、麗水等地,踐行“綠水青山就是金山銀山”的理念,實現當地竹廢料清潔高價值利用;項目輻射到緬甸、剛果金等國家,讓我國的綠色能源設備幫助“一帶一路”沿線國家向清潔能源轉型;多聯產設備更是出口到了希臘、西班牙、斯洛文尼亞等歐洲國家,實現了“中國制造”出口向“中國創造”出口的轉變,并獲得業主的一致好評。經過不斷的技術開發,近幾年創造性實現了大型流化床炭氣聯產技術突破和項目運行,不僅為大型燃煤電站耦合生物質氣化發電提供了新的利潤增長點,更為中國生態環境治理書寫了新篇章。
緬甸1200KW生物質氣化發電聯產炭項目
氣化多聯產技術中產生的高溫燃氣與煤粉混燃,實現高效耦合發電,同時獲得生物炭,這就構成了燃煤耦合生物質氣化多聯產技術路線。根據生物質原料不同,生物炭可以制作工業還原炭、活性炭、生活用炭、電容炭、炭基肥料等。燃煤電站不但能夠實現電能和熱能等二次能源全方位輸出,而且變成生物炭材料中心。
生物炭有較大的孔隙度和比表面積,較強吸附力、抗氧化力和抗生物分解能力,可有效改善土壤結構和理化性質、增加土壤碳含量,因此被廣泛應用于改良酸化土、沙化土、白漿土等低產土壤,被國際學術界譽為“黑色黃金”。
中國工程院院士、沈陽農業大學教授陳溫福的研究方向一直圍繞著國家糧食安全和耕地品質,“保障國家糧食安全的根本在耕地,既要守住耕地紅線,也要扭轉耕地質量下降的趨勢。”作為我國北方超級稻研究首席科學家,陳溫福這些年來把研究重心放在秸稈炭化還田即生物炭基肥上,為推進“藏糧于地”奔走。“我國生物炭研究特別是產業化應用在國際上已處于領先地位,研究人員發表的SCI論文幾乎占到50%,生物炭產業化應該說已經相當成熟。”陳溫福說,秸稈生物炭能夠實現自循環、零排放、無污染,生物炭及其制成品“生物炭基肥”成本也降了下來,與復合肥成本大體相當。
木質活性炭
生物質電容炭
責任編輯:售電小陳
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