秸稈熱解制生物燃料技術研究 1
第一章秸稈熱解技術的背景 1
第二章秸稈熱解技術的應用需求 2
第三章秸稈熱解技術研究開發的必要性 3
第四章秸稈熱解技術的國內外發展現狀與趨勢，國內現有技術基礎和本技術專利情況 3
第五章秸稈熱解技術可行性 8
第六章秸稈熱解技術的技術方案 9
第七章秸稈熱解技術應用轉化的前景**與分析 11
摘要：面對經濟的高速發展與能源危機的矛盾，對新能源和可再生能源的探索研究已經成為全世界人民的共識。其中秸稈熱解技術是其中發展較快的技術，本文從其技術背景，應用需求及研究開發的必要性，國內外發展現狀與趨勢，技術可行性，應用轉化的前景**與分析等方面做了論述。
中國作為世界上最大的發展中國家，雖然技術研究起步較晚，但發展迅速，發展生物質能源轉化技術的需求也更加迫切，並有一系列成果問世。總之，發展生物質能源轉化技術可謂功在當代，利在千秋。
關鍵詞：秸稈熱解技術發展現狀
1.1隨著世界各國的經濟發展與社會進步，對資源能源的需求量日益增多，而作為當今能源結構利用體系中仍居於主導地位的石化能源如煤炭，石油，天然氣等是不可再生的.依據專家**，按消費量推算，世界石油資源在今後50年到80年間將最終消耗殆盡。
到2023年，也就是世界上第一口油井開鑽二百周年之際，世界石油資源大概將所剩無幾。石化資源的最終枯竭已經引起了多方面的注意。
1.2由於人類過度消費化石燃料，過快、過早地消耗了這些有限的資源，釋放大量的多餘能量和碳素，打破了自然界的能量和碳平衡，是造成臭氧層破壞，全球氣候變暖，酸雨等災難性後果的直接因素；同時化石燃料的過度消費也造成了嚴重的環境汙染。工業化過程中的八大公害事件及近年來我國城市中的霧霾事件都給人類敲響了警鐘。
發展生物質能源，研究秸稈熱解等相關技術已經成為全球共識。
1.3秸稈作為一種生物質能源，與傳統能源相比，具有可再生，清潔，環境汙染小等無法比擬的優勢。充分利用生物質能源如秸稈，牲畜糞便等替代煤炭，石油和天然氣等燃料可以減少對礦物能源的依賴，保護國家能源資源，減輕能源消費給環境造成的汙染。
專家認為，生物質能源將成為未來持續能源重要部分，到2023年，全球總能耗將有40%來自生物質能源。
1.4我國生物質的能源利用絕大部分用於農村生活能源，極少部分用於鄉鎮企業的工業生產，而利用方式長期來一直以直接燃燒為主，生物質直接燃燒方式不僅熱效率低下，而且大量的煙塵和餘灰的排放使人們的居住和生活環境日益惡化，嚴重損害了婦女、兒童的身心健康，不利於社會的可持續發展。在此背景下需要大力發展生物質能源轉化技術。
近年來的秸稈熱解技術的發展便證明了這一點。
2.1社會需求，隨著礦物能源的枯竭及所產生的環境問題，秸稈熱解技術作為一種生物質能源轉化技術，既滿足了人們的能源需求又實現了清潔生產，減少了環境汙染與生態破壞，具有良好的社會效益。
2.1市場需求，目前，絕大部分農作物秸稈因得不到有效利用而就地焚燒於農田，不僅浪費了大量的能源，而且形成了嚴重的環境汙染，給社會生活和經濟發展造成了一定程度的負面影響。如發生在成都雙流機場和首都機場的煙塵事件。
農民隨著生活水平的提高，迫切要求改變原來直接燃用秸稈薪柴煙薰火燎的炊事取暖局面，以生物質可燃氣作為他們的生活能源，從而改善其衛生環境，提高生活質量，減輕勞動強度。可見秸稈熱解技術有著巨大的應用需求。
主要從我國經濟發展及能源利用角度來進行說明。
3.1一方面，石油短缺，能源結構不合理是我國的基本國情。面臨能源短缺尤其是液體燃料的缺乏及尾隨而來的環境問題的雙重壓力，我國提高能源安全水平迫在眉睫。
解決能源問題及環境汙染，一方面需要我們節約資源，迴圈利用，最為根本的是尋找和開發**充足，**安全，環境友好的替代能源。秸稈作為一種生物質能源，在廣大農村地區，具有可再生，資源豐富且相對有利於環保的優點。對其轉化技術尤其是能實現高效轉化的熱解技術的研究是非常有必要，並符合我國基本國情的。
3.2另一方面，近幾年隨著農民生活水平的提高及收入的增加，農民的生產生活用能結構也悄然發生變化。煤油熱電的運用越來越普遍。
秸稈的大量剩餘導致了一系列的環境與社會問題。每年的夏秋兩季，「村村點火，處處冒煙」的現象十分普遍。據調查我國的秸稈利用率僅為33%，其中經過技術處理而後利用的僅為2.
6%。因此對秸稈熱解技術的研究開發已經成為我國不容忽視的農村，能源與環境問題。對於保障國家能源安全，實現資源節約型環境友好型社會及經濟社會的可持續發展具有重大意義。
4.1 秸稈熱解技術的國內外發展現狀與趨勢
4.1.1國內外發展現狀
國外很多家公司或科研機構都從事過生物質快速熱解技術的開發，其中頗具代表性的有加拿大達茂集團系統公司和荷蘭的btg公司。加拿大達茂能源系統公司通過購買加拿大資源轉換國際公司的熱解專利技術，採用鼔泡式流化床反應器，成功地進行了工程放大，除了擁有兩套日處理能力分別為2噸和15噸的中試裝置外，還於2023年先後在加拿大建立了2座生物**生產工廠。所得生物油除**下游應用技術開發外，其餘全部用於燃燒發電。
荷蘭btg公司在生物質熱解液化方面也取得了很好的業績.他們使用獨特的旋轉錐反應器，將生物質原料和不斷迴圈的固體熱載體快速混合並發生熱解反應。該工藝無需載氣，有效地減少了後續冷凝器中的負荷。
目前該裝置最大處理能力可達100噸。該公司在馬來西亞建設了一套每天可處理50噸棕櫚殼的流化床生物質熱解液化示範裝置，2023年6月份投料試產,開始使用。
我國熱解熱化技術研究起步較晚。瀋陽農業大學於上世紀90年代中期在聯合國糧農組織的協助下從荷蘭btg公司引進的熱解液化裝置（旋轉錐技術），以松木屑為原料開展過熱解實驗，但未能完全消化吸收其經驗，，生物質油收率最高達60%;2023年該技術被轉讓至安徽易能生物能源****，加工能力放大為800-1000公斤/小時。該裝置裝置投資較大，目前正進行第二代技術開發。
中科院過程工程研究所在上世紀90年代也開展了生物質熱解技術研究並建成了8公斤/小時處理量的實驗室裝置，目前正在建設每小時處理能力為50公斤的擴大實驗裝置。山東理工大學曾採用等離子加熱對生物質熱解進行了試驗，開發了離心分離陶瓷球熱載體加熱下降管生物質熱解液化中試系統，處理能力為200公斤/小時。
4.1.2秸稈熱解技術的國內外發展趨勢
面對化石能源的枯竭和環境汙染的加劇，尋找一種潔淨的新能源成了迫在眉睫的問題。現在全世界都把目光凝聚在生物質能的開發和利用上。生物質能利用前景十分廣闊，但真正實際應用還取決於生物質的各種轉化利用技術能否有所突破。
隨著技術的不斷完善，研究的方向和重點也在拓寬，以前側重熱解反應器型別及反應引數，以尋求產物最大化，而現在整體利用生物質資源的聯合工藝以及優化系統整體效率被認為是最大化熱解經濟效益、具有相當大潛力的發展方向；除此之外，提高產物品質，開發新的應用領域，也是當前研究的迫切要求。
我國生物質熱解技術方面的研究進展緩慢，主要是因為研究以單項技術為主，缺乏系統性，與歐美等國相比還有較大差距。 特別是在高效反應器研發、工藝引數優化、液化產物精製以及生物燃油對發動機效能的影響等方面存在明顯差距。同時，熱解技術還存在如下一些問題：
生物油成本通常比礦物油高，生物油同傳統液體燃料不相容，需要專用的燃料處理裝置；生物油是高含氧量碳氫化合物，在物理、化學性質上存在不穩定因素，長時間貯存會發生相分離、沉澱等現象，並具有腐蝕性；由於物理、化學性質的不穩定，生物油不能直接用於現有的動力裝置，必須經過改性和精製後才可使用；不同生物油品質相差很大，生物油的使用和銷售缺少統一標準，影響其廣泛應用。以上問題也是阻礙生物質高效、規模化利用的瓶頸所在。
針對以上存在的差距和問題，今後的研究應主要集中在如何提高液化產物收率，尋求高效精製技術，提高生物油品質，降低執行成本，實現產物的綜合利用和工業化生產等方面。同時加強生物質液化反應機理的研究，特別是原料種類及原料中各種成分對熱化學反應過程及產物的影響。在理論研究的基礎上，將現有裝置放大，降低生物油生產成本，逐漸向大規模生產過渡，完善生物油成分和物理特性的測定方法，制定統一的規範和標準，開發生物油精製與品位提公升新工藝，開發出用於熱化學催化反應過程中的低汙染高效催化劑，使其能夠參與化石燃料市場的競爭。
4.2 國內現有技術基礎
我國生物質能源相關技術發展較慢，但近來面臨資源緊張的嚴峻形勢也取得了一定的發展與成果。例如物質熱解氣化技術，生物質氣化即通過化學的或生物的方法將固體或液體的生物質轉化為氣體燃料。由於氣體燃料高效，清潔，方便，因此生物質氣化技術的研究和開發得到國家重視並取得可靠進展。
從「七五」開始，國家就安排了重點科研攻關，試點示範，低熱值生物質熱解氣化技術取得重大成果，開創了適合我國農村特點的集中**生活燃氣的新技術，得到國際先進水平，山東省研製成功的xfl型生物質氣化機組及集中供氣系統的配套技術已進入商品化階段並被列入示範工程，先後在河北，山東，，提高農民生活水平，實現低質能源的高檔次利用是行之有效的，具有良好的社會和經濟效益。由於生物燃氣在常溫下不能液化，必須通過管網送至使用者，集中供氣系統的基本模式為以自然村設定氣化站。系統中包括原料處理，氣化機組，風機，上料裝置，氣櫃，安全裝置，管網和灶具等裝置。
成都新威能源****成立於2023年8月，是致力於生物質等新能源開發利用，以及新能源專案投資、運營管理的專業公司，專案採用生物質燃料鍋爐直接燃燒集中供熱，集團公司目前在眉山鋁矽工業園區投資建設的集中供熱專案一期工程已投產執行，是國內先進技術執行的典範。
4.3熱解技術專利情況（以下專利技術均來自中國知網）
4.3.1生物質熱解爐的燃燒供熱技術
申請人：中節環(北京)能源技術****
發明人：韓劍鋒
摘要：本發明生物質熱解爐的燃燒供熱技術涉及生物質的熱化學技術領域。該燃燒供熱技術由多個燃燒器組在熱解爐上部沿軸向分散布置；每個燃燒器組由多個小燃燒器噴嘴構成,相鄰小燃燒器噴嘴間距5d～14d,燃料和氧化劑分別由每個小燃燒器噴嘴的獨立通道進入熱解爐中,在熱解爐內為非預混燃燒；每個小燃燒器噴嘴的通道壁厚1～3公釐；對應燃燒器組的小燃燒器噴嘴出口0.
5d～3.0d處有一塊孔徑1.2d～3.
0d由耐熱鋼板或陶瓷板做的穩燃板；d為小燃燒器噴嘴外徑；小燃燒器噴嘴及穩燃板都不與熱解爐內固體物料及熱解爐內設定的攪拌杆接觸；熱解爐內最高燃燒火焰溫度1600℃以下；用於生物質熱解處理的熱解爐。
關於成立生物質能源產業聯盟倡議書
雖然，國內有很多大學 公司 研究單位涉足生物能源領域，但國內的生物能源的生產工藝 質量控制方面技術發展是否先進？研究成果到底有多少能產業化？現行產業政策對生產和使用實踐指導作用有多大？生產企業如何讓油品調配商 零售商 汽車和發動機生產商以及普通使用者放心使用其生產的生物能源燃料，這些方面均不同程度地...
生物質能發電示範專案
我國第乙個生物質能發電廠試執行成功 11月18日，我國第乙個生物質能發電廠 山東單縣生物質能發電廠順利完成72小時滿負荷執行，即將正式投產。該電廠是國家級生物發電示範專案，由國家電網公司控股的國能生物發電公司投資建設，以棉花秸稈和林業廢棄物為燃料，裝機容量為25兆瓦，年發電量1.6億千瓦時。投產後，...
什麼是生物質能發電
新能源發電技術課程報告 1生物質發電的前景展望 我國是乙個農業大國，有著豐富的生物質資源，每年產生 10 億多 t 的生物質廢棄物，發展生物質能有巨大的潛力，大力發展生物質氣化發電技術對於解決當前電力 不足 增加農民收入以及減少環境汙染等方面具有十分重要的意義。我國應根據不同區域生物質資源的特點，因...