生物质炭气油联产综合利用项目建议书.docx
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生物质炭气油联产综合利用项目建议书
生物质炭、气、油联产综合利用
项目建议书
一、项目概况
该项目主如果将农村和林场所的农、林废弃物通过炭化设备进行炭化。
炭化时产生的燃气经净化提纯后搜集到储气罐，由管网输送到锅炉或用户取暖和做饭，燃气发电可并国网或企业自用；炭化时产生的炭粉可制作成型炭、烧烤炭或炭煤球，炭煤球可代替原煤燃用；炭化时产生的副产品焦油、醋酸液可以提炼轻油、柴油等化工产品。
改变了传统的炭化方式，采用机械化持续式炭化炉和炭化混合气的后续分离净化回收技术，持续化投料作业，流水线式生产，使炭化生产由作坊式转变成现代工业生产。
这一技术集炭化、气化、液化工艺技术为一体，产物全数回收利用，无废弃物排放，生产高效、清洁、零污染。
对秸秆热解利用率达70%以上，实现了将农林剩余物的能量“吃干榨净”，完全解决了热解炭化生产工业化问题。
经国家中心科技情报所查新，该集成技术在国内外处于领先水平。
二、项目的意义
农作物秸秆大量废弃已成为严重的环境问题和社会问题，同时造成大量宝贵的生物质能源浪费。
其废弃方式有二种：
一是直接在田间燃烧，污染大气，并引发火灾和交通等安全隐患；二是堆弃于地头、路边、沟河，既有安全隐患，沤烂后又污染水源。
在当前能源紧缺和大量燃用化石能源造成严重污染，面临节能减排的严峻形势下，对农林业废弃物进行开发利用，转化为清洁能源，无论从环境保护仍是从能源角度衡量，都具有战略意义。
生物质炭、气、油联产综合利用技术，可将秸秆（包括林下剩余物）在一条生产线上转化为生物质炭、生物质燃气、生物质焦油和木醋液四种产品，对秸秆热解利用率达70%左右，生产进程实现零污染。
从生物质燃料生成到利用的循环周期衡量，其对大气的二氧化碳净排放量为零。
因此，本项目消化的是污染环境的废气秸秆，产出的是清洁能源，其对增加清洁能源供给、节能减排、净化城乡环境、增加农人收入，都具有十分重要的意义
三、项目技术的成熟性
（一）项目技术大体情况。
生物质炭、气、油联产综合利用技术，历经了连年的艰苦科研、实验和完善，接踵研发成功了持续式炭化炉、炭化分解气体回收利用、燃气发电和居民燃用、生物焦油炼油、炭基肥等一系列关键性技术，实现了工艺技术和应用的创新。
通过大量实践和探索，已确立了独特的技术模式、生产模式、经营模式，具有了实施产业化推行的条件。
（二）关键性技术与技术线路
１.生物质炭、气、油联产综合利用技术线路：
以持续式热解炭扮装置对农林生物质进行热裂解，产诞生物质炭和热解混合气，再利用热解气体分离回收系统，分离诞生物质燃气、生物质焦油和木醋酸，生物质燃气经二次净化后输入内燃机发电或供生活燃用和锅炉燃用；炭经出炭粉碎系统输送入后续加工系统，加工为炭基产品。
工艺技术线路如下：
2.持续式炭化炉技术:
为了提高炭化的工业化程度，在研发出了持续式炭化炉,该炉为上部进料下部出炭的立式炭化炉，采用输送带式上料机装料，炉下部装有水冷式出炭机，边炭化边出炭，可一次点火，持续不断作业，数月生产不断炉。
出炭机与输送机、粉碎机相连，组成持续式流水生产线，生产线前端装秸秆，结尾产出炭粉，实现了真正意义的炭化生产工业化和机械化，大幅度提高了生产效率，降低了劳动强度。
本项技术目前已申报专利5项，其中实用新型专利3项，发明专利2项，目前已取得专利证书2项。
3.燃气发电技术:
在热解炭化可燃气利用方式上取得新的冲破，采取热解炭扮装置与燃气内燃机对接方式，利用可燃气发电。
规模可大可小，所发电可就近直接并入10kv电网。
经实验，2.7m3燃气发1度电。
这一技术的冲破，为热解炭化可燃气的利用，提供了稳定靠得住的市场。
与供锅炉燃用和农户燃用相较，热解炭化生产再也不受用户生产时间和用气时间的限制，推行发展潜力庞大。
4.炭基肥技术：
生物质炭为多孔、活性物质，具有蓄肥、保墒、改良土壤和增加土壤活性等作用，由于其能有效避免肥料流失，可减少化肥利用量；木醋液具有增进作物生长和防治病虫害的良好作用。
基于以上原理，开发了炭基复合肥，以秸秆炭、木醋液为原料配以其它元素和氮肥制成炭基肥。
经对比实验，炭基肥具有以下显高作用：
（1）显著的增产作用。
与对比组比较，利用炭基肥的小麦、玉米产量提高10%以上。
（2）显著的防治病虫害作用。
利用炭基肥的小麦与对比组比较，病虫害明显减少，而且炭基肥组不喷施农药，对比组喷施农药，可有效降低生产本钱。
（3）具有改良土壤，保墒抗旱作用。
（4）具有提高小麦抗倒伏作用。
5.生物质焦油炼油：
通过一年多的实验探索，木焦油炼油科研已经完成，并完成了工艺流程设计。
木焦油可提取60％的生物燃料油、30％的生物沥青。
工艺技术线路如下：
生物质焦油炼油技术线路图
（三）技术核心与特点。
项目的技术核心是：
利用限氧自热式热解工艺和热解气体回收分离工艺，将秸秆在一条生产线上同时转化为生物质炭、生物质燃气、生物质焦油和木醋酸四种产品，集炭化、气化、液化的工艺技术为一体，所有产出物全数回收利用，无废弃物排放，实现了清洁高效开发利用秸秆资源的目的。
利用本技术，1吨秸秆可产出330千克左右的生物质炭、750立方米左右的生物质燃气、25千克左右的生物质焦油、250千克左右的木醋酸原液。
按照秸秆的不同种类，持续式炭化炉单炉1小时可投料400千克左右，可一直持续投料；池式炭化炉每炉可投料1—2吨，在３小时左右的时间内完成热解炭化。
技术特点如下：
1．吃干榨净，利用率高。
本技术生产进程产出物全数回收利用，其热能利用率高达70%以上。
仅产出的生物质炭及燃气对秸秆热能的利用率就别离达到40%和28%
2．规模可大可小，操作简单，适合秸秆资源分散性特点。
本项技术可按生产规模要求定设备，分离器大小和炭化池多少都可按规模转变，小到可日产1吨，一个自然村即可建厂；在原料集中的地方，大到可以日产数十吨。
3．简化了处置工艺，本钱低。
现行的各类秸秆加工利用技术，均需对秸秆进行粉碎，花费大量电能和本钱，如秸秆直燃发电、秸秆气化、秸秆成型颗粒燃料等；再如机制炭技术，需要先对秸秆进行细粉和烘干、挤压成型后才能炭化，加工1吨秸秆耗电150多度，而利用该技术炭化加工环节吨秸秆耗电小于50度，既节能降耗，又节约加工本钱。
4．整个进程无污染，产出的是干净燃料。
生产进程产生的气体进入回收系统，分离为燃气、焦油和木醋酸。
燃气直接供内燃机发电机组发电或供锅炉燃烧，污染系数为零。
生物质秸秆炭含硫%以下，燃历时二氧化硫、氮氧化物排放量低于柴油。
5．第一次实现了生物质炭工业化生产，使燃料炭生产由作坊式变成一种新兴产业。
本技术的秸秆炭化采用多炉组合循环、持续化投料作业，出炭、成型实现流水线工业化生产。
（四）产品主要技术指标
表1生物质炭主要技术指标
项目
全水分
灰分
挥发分
固定碳
热 值
ＭＪ
生物质炭
8—10
10—22
14—18
60—70
20—25
说明：
不同原料产出的炭指标不同
表2生物质燃气主要技术指标
项目
燃气成份％
低位热值
CO
H2
CH4
CO2
O2
N2
MJ/Nm2
燃气
10-13
10-14
说明：
不同原料产出的燃气指标不同,左右的燃气发1度电。
表3木焦油主要技术指标
项目
检测结果
项目
检测结果
粘度○E
水分％
8
热值MJ/kg
34
酸度％
比重d204
含硫量%
木焦油可提炼60%左右生物质燃料油，30%左右的生物沥青。
（小型提炼本钱高，大型提炼才有效益）
表4木醋液主要技术指标
项目
有机酸含量%
PH值
比重
木醋酸
5—7
—
—
说明：
不同原料，不同干湿度产出的木醋酸指标不同。
四、原料供给可行性
本项目技术适应原料普遍，各类农作物秸秆、农作物加工剩余物和各类树枝薪柴、树叶、杂草、木肖等，都可作为热解炭化原料。
农作物秸秆及加工剩余物年产出量达庞大。
更重要的是：
农作物秸秆是一个永不枯竭的资源，只要有阳光、空气和水，秸秆就会年复一年、周而复始的不断产出。
据统计资料，全国农作物秸秆加农产品初加工剩余物产量达８亿吨，黑龙江农作物秸秆产量达万吨。
黑龙江省是农业大省，农产品资源丰硕，具体秸秆产量见下表：
表６ 2010年黑龙江省主要农作物的产量和秸杆产量表
种类
面积
（万亩）
产量
（万吨）
草谷比
秸杆产量（万吨）
粮
食
作
物
稻谷
小麦
玉米
谷子
高梁
其它谷物
豆类
薯类
小计
油料作物
棉花
烟叶
总计
随着化肥、种子、农药技术的提高和水利设施的不断完善，农作物秸秆产量随粮、棉、油产量的提高而不断提高。
但随着经济的发展，富裕后的农人为提高效率和改善卫生状况已多利用煤或液化气，除少数秸秆用于传统养殖和生活燃料外，秸秆的剩余量愈来愈大。
因此，本项目有充分的原料供给保障。
五、市场可行性
生物质炭、气、油联产综合利用所生产的干净燃料及生物化工产品，有着庞大的民用市场和工业原料市场。
（一）生物质燃气市场。
燃气既可免费保障供给生活燃用又可与农人置换秸秆，多余燃气可就近供给企事业单位或洗浴中心锅炉燃用，亦可配置燃气发电机组发电，燃气不存在市场问题。
（二）柴炭市场。
柴炭作为清洁燃料，其燃历时二氧化硫排放量低于柴油，同时作为生物质燃料对大气的二氧化碳净排放量为零，具有庞大的市场潜力。
1．烧烤用型炭：
烧烤用炭在国内外具有很大的市场，由于最近几年来禁止砍木烧炭，烧烤炭市场紧俏，价钱不断上扬。
以树枝薪柴炭化取得的柴炭粉加工成烧烤用型炭，质量比较优良，是原柴炭的理想替代品，价钱应在1700-1800元/吨，秸秆炭价钱在1100-1400元/吨。
2．居民生活用炭：
加工成民用炭球，就近销售给居民燃用，以炭代煤。
3.工业用炭：
将炭粉参入粉煤灰或黄泥加工为锅炉用成型炭，可直接用于燃煤锅炉。
4.蚊香用炭粉：
全国年需蚊香用炭粉40万吨以上，价钱在1200元/吨以上。
5．肥料用炭：
此市场潜力庞大，炭与它肥料混合可制成长效肥料，能增加肥效、减少氮、膦、钾利用量和改良土壤。
将炭、醋酸按比例混合，再加必然数量的其它元素，可制成炭基复合肥用于农业生产。
6．用作活性炭和其他工业用炭原料。
（三）焦油市场。
焦油炼油可提取生物燃料油60%、生物沥青30%，这两种产品均不存在市场问题。
按照目前柴油和沥青价钱，生物燃料油销售价钱可达到4000元/吨以上、生物沥青3000元/吨以上。
另外，焦油仍是重要的化工原料，直接销售价在2500元/吨以上。
（四）木醋酸市场。
木醋酸含有200多种物质，具有普遍的开发用途：
①可提取生物杀虫剂、杀菌剂，因其富含有众多种有机成份，具有独特的避免病虫害效果，虫菌不易产生抗药性；②用作土壤改良剂（木醋酸对碱性土壤具有良好的改良作用）、作物生长增进剂，同时还可做为底肥、叶面肥利用，具有增进作物生长的作用；③利用其杀菌特性提取制作护肤、洗浴等保健产品；④提取薰香剂、食物保鲜剂等食物添加剂；⑤与炭粉混合作饲料添加剂等。
目前，木醋液添加其它元素加工为叶面肥销价4000元/吨左右；木醋液原液销价300-400元/吨。
六、项目的支持政策
本项目可取得以下政府有关法规、政策支持：
（1）《中华人民共和国可再生能源法》；
（2）财政部、国税局新近出台了生物质能源免去全数增值税政策和减免所得税政策。
（3）《关于发展生物质能源和生物化工财税扶持政策的实施意见》
（4）国家财政部、能源局、农业部《绿色能源示范县建设补助管理办法》
（5）《电网企业全额收购可再生能源电量监管办法》；
（6）《可再生能源发电价钱和费用分摊管理试行办法》和新近出台的生物质能发电在脱硫电价基础上补助元/度政策。
（7）国家环境保护相关法规政策。
七、项目投资与效益分析
按照我省秸秆资源分散性和秸秆质轻体积大、不宜长距离运输的特点，每一个厂的合理经济规模为年消化秸秆2万吨。
以此规模为布点发展模式，燃气利用按发电模式，其投资效益分析如下：
（一）投资。
年消化2万吨秸秆热解炭化厂投资万元，征地投资未计入（按租用），建设内容与投资概算见下表:
表7 2万吨秸秆热解炭化厂建设内容与投资概算
序号
项目
单位
数量
单位造价
（元）
投资金额
（万元）
1
生产设备合计
连续式热解炭化炉
套
5
250000
125
上料系统
套
1
120000
12
工艺管道系统
套
1
320000
32
500m3储气柜
个
1
800000
80
混合气分离净化系统
套
2
460000
92
水环式真空泵
台
3
50000
15
炭粉碎输送储存系统
套
1
180000
18
凉水塔
台
2.
30000
6
循环水设施
套
1
60000
6
抓草机
台
1
120000
12
木渣机
台
3
25000
铲车
台
1
30000
3
炭成型生产线
条
1
200000
20
供配电设施
套
1
180000
18
地磅
台
1
70000
7
2
土建合计
设备混泥土基础
m3
95
420
4
40m3分离池
个
1
15000
200m3木醋酸储存池
个
1
80000
6
150m3循环水池
个
1
50000
4
炭化车间
m2
360
850
炭成型车间
m2
400
420
库房
m2
400
350
14
原料棚
m2
1500
220
33
办公生活用房
m2
400
700
28
道路
m2
500
84
地面硬化
m2
1500
42
围墙大门及辅助设施
30
3
总计（1＋2）
（此表不含土地投资）
（四）经济效益分析。
一、本钱估算。
年处置2万吨秸秆总本钱为582万元，具体本钱估算见下表。
表6年处置2万吨秸秆综合本钱估算
项目
单位
数量
单价（元）
估算金额（万元）
秸秆原料成本
吨
20000
200
400
电费
度
燃气自发
辅料及运杂费（30元/吨）
60
维修费（按折旧费30%计算）
24
工资及附加费（按20人，2000元/月）
48
折旧（平均按15年）
40
其它费用（按销售收入10%计）
10
土地租金
总计
582
2、销售收入估算。
按照项目性质，生产期内按年达产100%，炭产品按烧烤用型炭价钱估算，实现年销售收入977万元。
销售收入估算见下表：
表7 销售收入估算表
产品
单位
数量
单价（元）
估算金额（万元）
炭
吨
6000
1000
600
木焦油
吨
500
2500
125
木醋液
吨
5000
暂不计
燃气供暖、做饭
万立米
500
暂不计
燃气发电
万立米
1000
350度*
252
合计
977
3.利润及分析
本项目属可再生能源，享受免税优惠政策，核算不计扣增值税；所得税按销售收入减10%后计算应纳税所得额。
效益分析如下：
总成本：
582万元（具体见表6）
产值收入：
977万元（具体见表7）
所得税前利润：
977－582=395万元
所得税后利润：
395-（395-977×10%）
×25%=万元
所得税前投资收益率为：
395÷=%
所得税后投资收益率为：
÷=%
所得税前投资回收期为：
÷395≈（年）
所得税前投资回收期为:
÷≈2（年）
（三）社会效益
以年消耗秸秆2万吨为例,可产生以下社会效益：
1.年产炭、气、油可替代约相当8000吨的标准煤，可减排二氧化硫约48吨，减排二氧化碳约2万吨。
2.原料收购和生产厂增加就业，共计可增加就业200多人，年可增加农人收入近300多万元。
八、发展思路与模式
项目整体发展思路是：
生物质炭、气、油联产综合利用项目采取小规模、多布点，发展到必然规模时成立炼油厂、木醋液深加工厂，对焦油、木醋液集中回收深加工，提高产品附加值，形成集合化产业链，构建生物质转化能源大产业。
按此发展思路，以拟建200个年消耗2万吨的秸秆热解炭化厂为例（全省至少可以建2000个以上），形成年总消化秸秆400万吨，年燃气供给30亿m3，供给10万户居民用气；年产炭120万吨；年产焦油10万吨，可炼生物燃料油6万吨、生物沥青万吨，实现年销售收入26亿多元，年利润总额8亿多元。
所产炭、气、油等生物能源产品160万吨标准煤，替代化石能源可减排二氧化硫约9600吨，减排二氧化碳约400万吨。
增加就业3万多人，增加农人收入8亿多元。
项目联系人：
伊春市烧柴改革办公室王利滨
联系电话：
二○一一年元月
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