适用范围

可再生能源及固废废弃物处理行业

技术提供单位

天津商业大学

技术简要描述

生物质气化是利用空气中的氧气或含氧物做气化剂，在高温条件下将生物质燃料中的可燃部分转化为可燃气和生物炭的热化学反应，气化后的燃气产物含有氢气、一氧化碳及低分子的CmHn 等可燃性气体。工艺路线：生物质原料气化后，得到粗生物炭产品和生物质燃气。依可据下游应用和市场需求将粗生物炭定向优化制备为高附加值炭材料，燃气经过除尘、除焦等工艺后，可以转化为电能、水蒸气、或直接供热。关键设备：生物质固废高效气化炉

技术信息

中等规模的生物炭气联产技术项目，可日产粗生物炭60吨，燃气20万立方米

商业应用情况

海泉风雷生物气炭联产项目规模：生物质稻壳处理量150吨/天，产稻壳焦60吨/天，燃气20万立方米/天。 效益：处理大量生物质废弃物，实现废弃物能源化利用，实现近零碳排放；生产制备燃气、炭基产品，经济效益显著；解决村民就业问题，增加居民收入，体现社会价值。 济宁食品工业园生物质气、炭、蒸汽联产项目 规模：4台2吨/小时生物质气化炉+2台10吨/小时生物质燃气过滤，最大供蒸汽能力20吨/小时。 效益：处理大量生物质废弃物，实现废弃物能源化利用，实现近零碳排放；生产燃气、炭基产品及蒸汽，为园区年供蒸汽12万吨，经济效益显著；解决就业问题，增加居民财政收入，创造社会财富。

希望在技术转移过程中得到的帮助/支持

希望有相关国家政策支持。

设备投资

生物炭气联产技术的主要设备包括生物质固废高效气化炉、以及焦油、粉尘污染控制系统。以单套进料量2吨/小时的气化系统为例，进料系统造价约为50万；气化炉造价约为300万；污染控制系统整体造价约为120万。合计一次投入约为470万元。中等规模气化工程一般配备4~6套气化系统，设备投资约为3000万。此外，还应有一定的厂房、仓库建设费用、水电设施费用、生物炭提质系统装配费用等，项目总投资约4000万元。

年运行维护费

以中等规模生物炭气联产化项目为例，其运行维护费用主要包括：a. 生物质原料成本。年消耗约6万吨，成本约为1200万元；b. 水成本。年消耗水量月17万吨，成本约为50万元；c. 电费。项目运营年耗电量700万千万时，电成本约为500万元；d. 工人费。项目年均人均工资月9万元，劳动定员约40人，即人工费360万元；e. 管理费、维修、设备折旧费。管理费以工人工资一半计，维修费以设备投资3%计，折旧费以设备残值率10%计，则总计约300万元。 故项目总计年运行费用：2410万元。

投资回收期

生物炭气联产技术项目，按中等规模计，即年处理6万吨秸秆。可年产燃气1.008×108立方米，燃气市场价格为0.35-0.5元/立方米。年产粗生物炭1.2万吨，市场价格1000-2000元/吨。结合木醋液和木焦油部分的收入，项目年收入约为3100万元。扣除年运行成本2400万元，年盈利约为700万元。项目总投资约4000万元，故静态投资回收期约5.7年。 以山东巨野太平镇生物质-秸秆热电炭联产项目的主要经济指标为例，该典型项目的实际投资回收期为4.66年，与本技术接近。

附加效益

无

综合效益

能源供需矛盾日益尖锐的今天，提高可再生能源利用比例，利用生物质能作为化石能源的替代品,既可实现能源战略多元化，减少温室气体排放，又可增加农民收入和就业机会，也符合科学发展观和循环经济的理念，对于国家能源结构的优化具有重要意义。生物炭气联产技术的环境效益主要体现在对于生物质废弃物的高效处理与转化利用。以秸秆原料为例，1吨秸秆通过气化技术可产生0.2吨粗生物炭，其炭含量可达40%以上，经过活化提质后市场价格通常在2000元/吨以上；同时也可制备1500立方米的生物质燃气，燃气热值可达5MJ/Nm3，可直接用于发电、供暖、供汽等。因此，借助生物炭气联产技术，可避免生物质废弃物带来的严重的环境污染问题，同时也取得了可观的社会、经济效益。

障碍对技术转移影响等级

无

技术成熟度

生物质气化技术在我国已推广应用较长时间，技术成熟，市场反应良好。近年来，生物炭材料的应用受到越来越多的关注。利用生物炭材料，可以进一步提质制备活性炭，或改性制备炭基有机肥。强劲的市场需求推动了生物质气化联产炭气技术的发展。目前，生物炭气联产技术在我国已逐渐普及，技术运用已经推广至全国18个省市，关键技术装备已输出至埃及、泰国、菲律宾等一带一路国家，取得了显著的国际影响力。整体而言，生物炭气联产技术工艺设备成熟稳定，系统集成程度高。

技术适用性

生物炭气联产技术适用领域为生物质废弃物处理、生物质气化、以及高性能炭产品制备领域。技术使用过程中的主要条件限制为：为保证生物炭产品品质的稳定性，要求原材料应为性质单一、来源稳定、含水率较低、含碳量较高的生物质原料，如稻壳、秸秆等。技术运用受地域、规模、环境、资源能源等因素的影响较小，但应保证下游有稳定的炭产品和燃气市场，或具有一定的产品类型和需求调整空间。

技术稳定性

生物炭气联产技术在原材料供应稳定的条件下，可保持长期、稳定、高效、清洁运行。年运行时长可达7900小时以上，启动时间短，气化负荷适应范围大，气化效率高，对环境、技术参数的干扰敏感程度小。

技术安全性

生物炭气联产技术的主要二次污染来自于气化焦油。但目前气化行业已有对焦油的规范化控制程序，可高效脱除焦油并转化其能量，显著降低焦油排放的环境风险。此外，由于本技术具有燃气制备、存储、与能源转化环节，因此还存在一定的易燃易爆物泄露风险以及安全事故风险。但上述风险可通过规范化安全操作加以控制。由于生物炭气联产技术具备较为灵活的产品调配方案，因此其市场接受程度高，上游资源限制风险可控。

技术转移推广障碍

无

知识产权转让

本技术拥有方属于国内高校，具有国内自主知识产权，已取得相关专利，技术拥有方在节能环保技术研发方面有丰富的工程实践经验，技术成熟，系统集成程度高。技术拥有方同意转让，且技术产权转让机制及政策途径均顺畅。