生物质炭气油电联产项目投资立项可行性计划书

项目的建设符合国家的环保政策产业政策和可再生能源政策，也为新农村建设集约化村庄提供了新的思路。

项目建设对于解决露天农作物秸秆焚烧引起的大气污染，加快推进秸秆能源化利用培养秸秆能源产品应用市场具有典型示范作用，企业先进完善的技术优势和良好的经济环境和社会效益，促进了生物质炭气电油联产系统在市场上的推广应用。

可以预见，项目是必要的可行的。

产品方案产气量万年发电量万度年生物质碳吨年木焦油吨年木醋液吨年二所需的原材料及动力秸秆万吨年水吨年电万度年三财务指标总投资万元总收入万元总成本万元经营成本万元内部收益率税前财务净现值税前万元投资回收期税前年不含建设期投资收益率第二章项目背景及建设意义项目提出的背景世界生物质发展现状生物质能源是人类利用最早最多最直接的能源。

在世纪大规模的利用煤燃料以前，人类主要依靠木材作燃料。

至今，世界上仍有亿以上的人口以生物质作为生活能源。

生物质能包括植物动物排泄物垃圾及有机废水等。

从广义上说，生物质能是植物通过光合作用生成的有机物，它的最初来源是太阳能，所以它是太阳能的种，同时也属于可再生能源。

由于生物质能的载体是有机物，所以这种能源是以实物的形式存在的，是唯种可存储和可运输的可再生能源。

从化学角度来看，生物质的组成是化合物，它与常规的矿物能源如石油，煤等是同类，所以它的特性和利用方式与矿物燃料有很大的相似性，可以充分利用已经发展起来的常规能源技术来开发利用生物质能。

生物质所蕴藏的能量是相当惊人的，根据生物学家估算，地球上每年生长的生物质能总量约为亿吨干重，相当于目前世界总能耗的倍。

从环境效益上来看，利用生物质可以实现的零排放，从根本上解决能源消耗带来的温室效应问题。

随着全球环境问题的日益严重，发达国家特别关心生物质能对减少排放上的作用，加上发展速生能源作物有利于改善生态环境，不会遗留有害物质或改变自然界的生态平衡，对今后人类长远发展和生存环境有重要意义，所以先进国家大都把上物质能利用技术作为种重要的能源技术来发展，对生物质能的研究越来越重视。

在全世界能源中，生物质能占据重要地位。

根据国际能源机构的估算水陆生物质产量的热当量是全球目前总能耗量的倍。

地球每年地球上每年生物质能资源约为世界能源消耗量的倍，而生物质的自然分解产生甲烷，与相比，甲烷作为温室效应气体的活性要高倍。

显然，开发利用生物质能是解决能源与环境问题的条根本途径。

通过生物质能转换技术可以高效的利用生物质能源，生产各种清洁燃料，替代煤炭石油和天然气等燃料还可以生产电力，减少对矿物能源的依赖，保护国家能源资源，减轻能源消费给环境造成的污染。

专家认为，生物质能源将成为未来持续能源的重要组成部分，到年，全球总能耗将有来自生物质能源。

目前，世界各国在调整本国能源发展战略中，已把高效利用生物质能摆在技术开发的个重要地位，作为能源利用中的重要课题。

目前欧洲生物质能约占总能源消费量的，预计年后将达到。

现在制定的计划要求到年，生物质燃料将代替的化石燃料。

美国在此方面发展较快，目前已装机，年可再生能源研究投入占其能源领域总投入的，预计年生物质乙醇产量为亿加仑，年发电将达。

同时，其它许多国家也制定了相应的生物质能开发研究计划，如日本的新阳光计划，巴西的乙醇能源计划等。

我国生物质发展现状我国基本上是个农业国家，农村人口占总人口的以上，生物质直是农村的主要能源之，在国家能源构成中也占有重要地位。

我国拥有丰富的生物质能资源，般说，实际可开发的生物质能资源主要指各种能也废弃物薪柴和林业废弃物，有机废水生活和工业，有机垃圾生活和工业和人畜粪便等。

据统计，我国秸秆，薪柴，粪便和垃圾项资源的年产量分别为亿吨亿吨亿吨和亿吨标煤，总计约亿吨标。

但是长期以来，这些生物质并未得到充分合理的利用，目前利用率估计只有左右，而且其能源利用方式，大多生物质以直接燃烧为主，燃烧效率低于。

如此，对社会，经济，环境和生态等都造成了严重的不良影响。

今后我国必须调整能源结构，大力发展可再生能源和其他非常规能源，以减少能源消耗给环境造成的压力同时提高能源的稳定性和安全性。

在生物质能开发日益受到全世界关注的大半纤维素结构上带有支链，是木材中最不稳定的组分，在分解，比纤维素更易热分解，其热解机理与纤维素相似。

从物质迁移能量传递的角度对其进行分析，在生物质热解过程中，热量首先传递到颗粒表面，再由表面传到颗粒内部。

热解过程由外至内逐层进行，生物质颗粒被加热的成分迅速裂解成木炭和挥发分。

其中，挥发分由可冷凝气体和不可冷凝气体组成，可冷凝气体经过快速冷凝可以得到生物油。

次裂解反应生成生物质炭次生物油和不可冷凝气体。

在多孔隙生物质颗粒内部的挥发分将进步裂解，形成不可冷凝气体和热稳定的二次生物油。

同时，当挥发分气体离开生物颗粒时，还将穿越周围的气相组分，在这里进步裂化分解，称为二次裂解反应。

生物质热解过程最终形成生物油不可冷凝气体和生物质。

热解过程根据热分解过程的温度变化和生成产物的情况等特征，炭化过程大体上可分为如下四个阶段。

干燥阶段这个阶段的温度在，热解速度非常缓慢，主要是木材中所含水分依靠外部供给的热量进行蒸发，木质材料的化学组成几乎没有变化。

预炭化阶段这个阶段的温度为，木质材料热分解反应比较明显，木质材料化学组成开始发生变化，其中不稳定的组分，如半纤维素分解生成二氧化碳氧化碳和少量醋酸等物质。

以上两个阶段都要外界供给热量来保证热解温度的上升，所以又称为吸热分解阶段。

炭化阶段这个阶段的温度为，在这个阶段中，木质材料急剧地进行热分解，生成大量分解产物，生成的液体产物中含有大量醋酸甲醇和木焦油，生成的气体产物中二氧化碳含量逐渐减少，而甲烷乙烯等可燃性气体逐渐增多。

这阶段放出大量反应热，所以又称为放热反应阶段。

煅烧阶段温度上升，这个阶段依靠外部供给热量进行木炭的煅烧，排出残留在木炭中的挥发性物质，提高木炭的固定碳含量。

这时生成液体产物已经很少。

热解影响因素总的来讲，影响热解的主要因素包括化学和物理两大方面。

化学因素包括系列复杂的次反应和二次反应物理因素主要是反应过程中的传热传质以及原料的物理特性等。

具体的操作条件表现为温度物料特性催化剂滞留时间压力和升温速率。

温度在生物质热解过程中，温度是个很重要的影响因素，它对热解产物分布组分产率和热解气热值都有很大的影响。

生物质热解最终产物中气油炭各占比例的多少，随反应温度的高低和加热速度的快慢有很大差异。

般地说，低温长期滞留的慢速热解主要用于最大限度地增加炭的产量，其质量产率和能量产率分别达到和质量分数。

温度小于的常规热解时，采用中等反应速率，生物油不可凝气体和炭的产率基本相等闪速热解温度在范围内，主要用来增加生物油的产量，生物油产率可达质量分数同样的闪速热解，若温度高于，在非常高的反应速率和极短的气相滞留期下，主要用于生产气体产物，其产率可达质量分数。

当升温速率极快时，半纤维素和纤维素几乎不生成炭。

材料生物质种类分子结构粒径及形状等特性对生物质热解行为和产物组成等有着重要的影响。

这种影响相当复杂，与热解温度压力升温速率等外部特性共同作用，在不同水平和程度上影响着热解过程。

由于木质素较纤维素和半纤维素难分解，因而通常含木质素多者焦炭产量较大而半纤维素多者，焦炭产量较小。

在生物质构成中，以木质素热解所得到的液态产物热值为最大气体产物中以木聚糖热解所得到的气体热值最大。

生物质粒径的大小是影响热解速率的决定性因素。

粒径在以下时，热解过程受反应动力学速率控制，而当粒径大于时，热解过程中还同时受到传热和传质现象的控制。

大颗粒物料比小颗粒传热能力差，颗粒内部升温要迟缓，即大颗粒物料在低温区的停留时间要长，从而对热解产物的分布造成了影响。

随着颗粒的粒径的增大，热解产物中固相炭的产量增大。

从获得更多生物油角度看，生物质颗粒的尺寸以小为宜，但这无疑会导致破碎和筛选有难度，实际上只要选用小于的生物质颗粒就可以了。

催化剂有关研究人员用不同的催化剂掺入生物质热解试验中，不同的催化剂起到不同的效果。

如碱金属碳酸盐能提高气体碳的产量，降低生物油的产量，而且能促进原料中氢释放，使空气产物中的增大能促进的生成，但几乎不影响的生成能促进纤维素反应中的生成加氢裂化能增加生物油的产量，并使油的分子量变小。

另外，原料反应得到的产物在反应器内停留时间反应产出气体的冷却速度原料颗粒尺寸等，对产出的炭可燃性气体生物油降温由气体析出的产量比例也有定影响。

滞留时间滞留时间在生物质热解反应中有固相滞留时间和气相滞留时间之分。

固相滞留时间越短，热解的固态产物所占的比例就越小，总的产物量越大，热解越完全。

在给定的温度和升温速率的条件下，固相滞留时间越短，反应的转化产物中的固相产物就越少，气相产物的量就越大。

气相滞留期时间般并不影响生物质的次裂解反应过程，而只影响到液态产物中的生物油发生的二次裂解反应的进程。

当生物质热解产物中的次产物进入围绕生物质颗粒的气相中，生物油就会发生进步的裂化反应，在炽热的反应器中，气相滞留时间越长，生物油的二次裂解发生的就越严重，二次裂解反应增多，放出等，导致液态产物迅速减少，气体产物增加。

所以，为获得最大生物油产量，应缩短气相滞留期，使挥发产物迅速离开反应器，减少焦油二次裂解的时间。

压力压力的大小将影响气相滞留期，从而影响二次裂解，最终影响热解产物产量的分布。

随着压力的提高，生物质的活化能减小，且减小的趋势渐缓。

在较高的压力下，生物质的热解速率有明显的提高，反应也更激烈，而且挥发产物的滞留期增加，二次裂解较大而在低的压力下，挥发物可以迅速从颗粒表面离开，从而限制了二次裂解的发生，增加了生物油产量。

升温速率升温速率对热解的影响很大。

般对热解有正反两方面的影响。

升温速率增加，物料颗粒达到热解所需温度的相应时间变短，有利于热解。

随着升温速率的增大，温度滞后就越严重，热重曲线和差热曲线的分辨力就会越低，物料失重和失重速率曲线均向高温区移动。

热解速率和热解特征温度热解起始温度热解速率最快的温度热解终止温度均随升温速率的提高呈线形增长。

在定热解时间内，慢加热速率会延长热解物料在低温区的停留时间，促进纤维素和木质素的脱水和炭化反应，导致炭产率增加。

气体和生物油的产率在很大程度上取决于