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农业废弃物成型燃料清洁生产技术与整套设备

所属领域:

现代农牧

所属单位:

成果简介:

①项目先后得到了国家“863”计划子课题“农业废弃物流化床气化过程预处理技术研究”、国家科技型中小企业创新基金“生物质颗粒燃料冷态致密成型技术及成套设备”、中国政府/世界银行/全球环境基金会赠款项目“低成本生物质颗粒燃料致密成型技术及成套设备的优化”、河南省重大公益性科研招标项目“农作物秸秆成型燃料及热解气化综合利用技术研究与示范”等项目资助。我国农业废弃物资源十分丰富,每年的生产量达8亿多吨,但因资源分散、能量密度低,制约了其大规模应用。我国农业废弃物成型燃料利用技术及产业发展还存在诸多难题,在农业废弃物成型机理及研究方法方面缺少完整系统的理论支撑;主要设备部件存在磨损严重、耗能高、噪音大、粉尘多等问题,应用设备不成熟;生产系统缺少一体化生产工艺系统,生产成本高,产业规模小;缺少从原料收集、储存、加工、配送到燃烧利用的完善产业链,产业发展模式不完善。国外生物质压缩成型技术比较成熟,欧美国家已形成较大的产业规模,但设备复杂,造价较高,且适用原料多为林业废弃物,不适合我国国情。②本项目属于农业环保工程学科农业废弃物能源化利用研究领域,主要目标是将农作物秸秆、农业加工剩余物等农业废弃物清洁高效地转换为可替代煤炭的成型燃料。该项目自2002年开始,历经十余年潜心研究与应用,总体技术达到国际先进水平。整套设备生产电耗为 40~50kWh/t;主要零部件寿命大于10000h,易损件寿命大于1000h;实现了产业化洁净生产,相比国内外生物质压缩成型技术具有明显的综合优势。③本项目首次全面系统地进行了农业废弃物的干燥、粉碎、成型特性和机理的研究;研发出多个具有国际先进水平的成熟高效、可独立使用的农业废弃物干燥、粉碎、成型及燃烧、气化等关键设备;在国内首次研究设计出一体化、智能化预处理工艺及整套设备;首次研究建立了高效合理的大规模成型燃料产业清洁发展模式及规范的生产体系;从能源消耗和环境排放出发,建立了成型燃料的生命周期能源消耗、环境排放分析模型;建立了成型燃料生产厂原料最佳收集模式、清洁生产模式、成型燃料产业发展模式,建成了我国最大规模的农业废弃物成型燃料生产应用基地。④本项目有效解决了农业废弃物资源的收集、运输与储存问题,是实现农业废弃物规模化利用的重要技术支撑。项目产品不仅可作为固体燃料直接用于发电、工业锅炉、民用炊事采暖等用能设备替代煤炭燃烧利用,还可进一步转化为生物质燃气、液体燃料等能源产品,作为城市燃气和车用燃料使用,应用领域十分广泛。⑤项目的研究与应用推进了农业废弃物资源的规模化利用,目前共计生产成型燃料185万吨,替代标煤95万吨,实现CO2减排240万吨,SO2减排1.9万吨,为当地农民增收2.8亿元。项目的应用对改善我国能源结构、减轻环境污染、增加农民收入、促进新农村建设、实现节能减排和低碳经济的发展有重要作用,经济、社会和环境效益显著。该项目原料资源丰富、产品应用广泛,整体投资和生产成本较低,具有很强的可持续发展能力,推广应用前景十分广阔。