“生物質(zhì)熱裂解工業(yè)化技術(shù)難度高，是一項世界性難題。目前，我國生物質(zhì)快速熱裂解液化技術(shù)取得重大突破，國內(nèi)規(guī)模最大的生物質(zhì)熱裂解數(shù)控自動化生產(chǎn)線，有望近日在長春生物質(zhì)熱裂解液化技術(shù)示范基地試車”。在能源日益緊缺、
油價飛漲的今天，這條從吉林省頤民寶
新能源(000690,股吧)開發(fā)有限公司傳出的喜訊無疑讓人感到振奮。
世界性難題在這里得到破解
5月中旬，記者來到坐落在長東北高新技術(shù)開發(fā)區(qū)的吉林省頤民寶新能源開發(fā)有限公司。白色的現(xiàn)代化廠房格外顯眼，巍然聳立的熱裂解塔下工人們正在忙碌地做設(shè)備調(diào)試。據(jù)現(xiàn)場指導(dǎo)調(diào)試的公司技術(shù)顧問、青島科技大學(xué)教授李建隆介紹，這條即將試車的生產(chǎn)線設(shè)計能力為每小時投料1噸。日前，這套裝置的投料系統(tǒng)和裂解反應(yīng)器單機試車已調(diào)試正常，近期將擇日全線試運行。每小時投料1.5噸，年液化能力為1萬噸生產(chǎn)規(guī)模的設(shè)備也隨后進行安裝調(diào)試。該項目已被列入國家火炬計劃，這里將逐步建成長春生物質(zhì)熱裂解液化技術(shù)的科研、生產(chǎn)、制造、推廣示范基地。
李建隆是國內(nèi)“旋風(fēng)除塵”專業(yè)的知名專家。在生物質(zhì)熱裂解液化技術(shù)方面也造詣很深。他告訴記者，生物質(zhì)熱裂解工業(yè)化技術(shù)難度很大，一直被認為是世界性難題。如厭氧投料、快速熱裂解、熱碳降溫、氣固分離、煙氣凈化及重油掛壁等難題成為難以逾越的技術(shù)障礙，長久地困擾著熱裂解技術(shù)工業(yè)化的進步與發(fā)展。
記者了解到，從開始的實驗室研究到形成生物油成套設(shè)備工程化，頤民寶新能源開發(fā)有限公司的科研團隊一直堅持不懈地進行研究，歷經(jīng)13個春秋，終于掌握了快速熱裂解工業(yè)化核心技術(shù)，解決了生產(chǎn)中存在的一系列重大難題。
“公司研發(fā)的快速熱裂解裝置每小時可處理物料1—1.5噸。利用煙道氣輸送物料，解決了厭氧難以控制的問題；采用改進型真空移動流化床，解決了粉料快速加熱、物料易產(chǎn)生堵塞、高溫下裂解管使用壽命短等技術(shù)難題；研發(fā)的油氣凈化工藝，解決了生物油中含細微碳粒的難題。在除塵、高溫生物質(zhì)炭冷卻和裂解氣冷凝捕集方面，攻克了一系列瓶頸難點，使生物質(zhì)熱裂解液化技術(shù)邁上了一個新臺階。”講起公司攻克的難關(guān)，李建隆如數(shù)家珍。
據(jù)介紹，生物質(zhì)熱裂解反應(yīng)器有很多種。“若論技術(shù)含量及先進性，還當(dāng)屬頤民寶新能源開發(fā)有限公司自行研發(fā)的真空移動流化床反應(yīng)器。”李建隆如是說。
所謂生物質(zhì)熱裂解，通俗地講就是利用農(nóng)作物、林產(chǎn)品的廢棄物（秸稈、稻殼、樹枝、鋸末）等所有光合作用的植物為原料，在厭氧（完全沒有氧）和限氧（缺氧）條件下快速熱降解，最終生產(chǎn)出生物油、生物質(zhì)炭和可燃氣體的過程。
李建隆的細致講述讓記者理清了生物質(zhì)熱裂解技術(shù)的工藝流程：生物質(zhì)物料經(jīng)過粉碎，由煙氣帶入氣流干燥器烘干，再進入高溫裂解反應(yīng)器。裂解產(chǎn)物進入氣固分離器進行分離，固體產(chǎn)品為生物質(zhì)炭，氣體則進入洗滌精餾塔，塔底部液相為重質(zhì)油產(chǎn)品，頂部氣相經(jīng)過油水分離冷凝之后得到生物油和不凝氣。不凝氣作為裂解爐的燃料燃燒利用。
在生物質(zhì)熱裂解的工藝流程中，熱裂解反應(yīng)器是核心裝備和關(guān)鍵環(huán)節(jié)。“國內(nèi)有的企業(yè)之所以無法連續(xù)性生產(chǎn)，就是難以解決熱裂解反應(yīng)器在運行中出現(xiàn)的技術(shù)問題。”在車間里，李建隆指著已安裝完畢的反應(yīng)器告訴記者。
在李建隆看來，頤民寶新能源開發(fā)有限公司解決了諸多技術(shù)難點，其中4項尤為突出：熱裂解反應(yīng)器使用自身產(chǎn)生的燃氣加熱，不需要任何其他化石燃料。整套裝置不排放任何污染物，洗滌塔底的含炭重油與反應(yīng)過程產(chǎn)生的含有殘油的污水、部分炭，按一定比例研磨成油炭漿（自主研發(fā)的一種新型燃料）進入市場，且可作為鍋爐燃料使用；設(shè)備采用自動化控制，實現(xiàn)在線監(jiān)測，操作方便，安全性強。
據(jù)介紹，該公司歷經(jīng)13年的研發(fā)，目前已完成每小時投料1000公斤的全自動控制的工業(yè)化示范裝置建設(shè)。每小時投料1500公斤，年液化能力10000噸的裝置也將隨之投入安裝試運行。李建隆告訴記者，經(jīng)過長時間大量的試驗攻關(guān)，目前公司已獲得“快速熱裂解技術(shù)取生物質(zhì)油的方法”等數(shù)項專利，掌握了高效生產(chǎn)生物油的核心技術(shù)。
生物質(zhì)燃料用途廣泛 發(fā)展?jié)摿薮?/strong>
生物油及生物質(zhì)炭具體有哪些用途？李建隆回答說：“生物油是一種用途極其廣泛的新型可再生的清潔能源產(chǎn)品，它可以替代部分石油和煤炭，應(yīng)用于鍋爐、柴油機、渦輪機等。其實，它更誘人的用途是可從中提取高附加值的化學(xué)品，比如，加入乙醇經(jīng)過縮醛化和脂化后降低酸度、閃點和黏度，經(jīng)分餾可得到香料、溶劑、樹脂等特殊化學(xué)品。還可制取多酚、化肥、農(nóng)藥和一些滿足環(huán)保要求的化學(xué)品。”
李建隆在談到生物質(zhì)炭的用途時說，生物質(zhì)炭疏松多孔，灰分低，含硫量低，有著良好的燃料特性；在冶金業(yè)可用做煉制的還原劑，熔煉的生鐵具有細粒結(jié)構(gòu)，鑄件緊密，無裂紋等特點，適于生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋼；通過深加工可制成橡膠行業(yè)碳黑替代品；還可用于有色金屬生產(chǎn)、黑火藥、固體潤滑劑（石墨）、電極碳制品等。尤其是制成活性炭后，可廣泛用于化工、醫(yī)藥、環(huán)保等方面。如用于化學(xué)藥劑的提純、糖的脫色、脂肪的除臭、氣體的分離、溶劑的回收、空氣和水的凈化等。
記者了解到，生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)已日趨成熟。國外利用生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電技術(shù)基本進入商業(yè)化推廣應(yīng)用階段。目前，世界上生物質(zhì)發(fā)電裝機為5200萬千瓦，年發(fā)電電量約3000億千瓦時，可替代11000萬噸標(biāo)煤。專家分析，今后10年是生物質(zhì)發(fā)展的關(guān)鍵時期，預(yù)計生物質(zhì)發(fā)電量每年將以7%的速度增長。
據(jù)介紹，我國利用生物質(zhì)發(fā)電，一種是將生物質(zhì)直接送入燃煤爐與煤混同燃燒，生成蒸汽帶動輪機發(fā)電；另一種是將生物質(zhì)先氣化，再將可燃氣體通入燃煤鍋爐與煤共同燃燒。要保證電廠在一個運行周期內(nèi)連續(xù)發(fā)電，包括秸稈在內(nèi)的生物質(zhì)原料的采購、運輸、儲存等都是電廠要認真解決的問題。如果采用生物油為燃料上述問題可迎刃而緩解。
頤民寶新能源開發(fā)有限公司董事長平貴杰告訴記者，企業(yè)已捕捉到這一良機，他們正在河北的一家生物質(zhì)發(fā)電站附近建廠，準(zhǔn)備為電廠提供生物油。
“緩解對石化燃料的依賴，開發(fā)利用再生能源已是全球的必然趨勢。因地制宜利用當(dāng)?shù)厣锬馨l(fā)電，市場前景非常廣闊。”平貴杰同時認為，利用生物質(zhì)燃料發(fā)電還是一項增加農(nóng)民收入，解決焚燒秸稈和清潔再生能源的支農(nóng)、環(huán)保項目，在國家或地區(qū)循環(huán)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展中，具有重要的戰(zhàn)略意義。
平貴杰認為，目前制約生物質(zhì)發(fā)電的瓶頸除技術(shù)之外，還有原材料供應(yīng)的問題。我國生物質(zhì)資源主要是農(nóng)業(yè)廢棄物，雖然豐富，但資源分散，收集和運輸困難，加上季節(jié)性強，不可能全年保證供應(yīng)。而且秸稈大都密度低、體積龐大，大量存儲和管理極其困難，這也是國內(nèi)不少生物發(fā)電廠設(shè)備無法保證全年正常運行的原因。頤民寶新能源開發(fā)有限公司也面臨同樣的問題。
對此，平貴杰說公司通過調(diào)研已有了對策，就是建立區(qū)域性農(nóng)業(yè)秸稈熱裂解產(chǎn)業(yè)集群，并建立生物油精制及生物質(zhì)炭的深加工場所。為解決秸稈運輸問題，計劃以縣級為單位，每個縣設(shè)立一個站，安裝10套生產(chǎn)線，每套生產(chǎn)線所需物料半徑為6—10公里。“如果12—18個站為1個產(chǎn)業(yè)集群，建立一個深加工場所，可實現(xiàn)每年處理秸稈8—10萬噸，年產(chǎn)值過億元，利潤可達數(shù)千萬元”。平貴杰給記者粗略算了一筆賬。
“我們下一步的打算是不僅要建站，還要銷售生產(chǎn)設(shè)備。可以提供加工多種農(nóng)、林生物質(zhì)的設(shè)備，這些設(shè)備適應(yīng)性廣，操作簡便，快速安全，農(nóng)民工稍加培訓(xùn)即可上崗操作，鄉(xiāng)鎮(zhèn)村均可建廠生產(chǎn)。以后，還會根據(jù)需要研發(fā)可移動的撬塊組合型生產(chǎn)裝置”。
為解決好原料供應(yīng)問題，平貴杰還瞄準(zhǔn)了能源林。借助國家當(dāng)前大力推廣能源林建設(shè)的契機，公司在河北獲批了2萬畝荒山荒地用來開發(fā)能源植物。此外，在廣西、貴州等地20萬畝荒山、荒地種植能源樹種的申請也即將得到批復(fù)。“這既是儲備，也是對秸稈之外原材料的的補給”。平貴杰說。
為了確保以生物油為原材料生產(chǎn)化學(xué)品，該公司與中科學(xué)院化學(xué)所聯(lián)合成立了研發(fā)中心，并在山東青島建設(shè)了兩個基地，一個為核心裝備生產(chǎn)基地，一個專門從事技術(shù)研發(fā)的技術(shù)開發(fā)公司。在河北館陶建設(shè)了規(guī)模化生產(chǎn)、熱裂解產(chǎn)品深加工基地，再加上長春的示范裝置生產(chǎn)基地，都將為公司全面發(fā)展提供強有力的支撐。
平貴杰通過調(diào)查了解，全國諸多家生物質(zhì)發(fā)電廠中，其實真正實現(xiàn)連續(xù)供電的很少。為了盡快發(fā)展壯大企業(yè)，他雄心凸顯，要并購一部分生物質(zhì)發(fā)電廠。“這樣我們的生物油和新型燃料就直供發(fā)電廠。但我們最終的目標(biāo)還是壯大企業(yè)，使生物油早日進入中國石化(600028,股吧)系統(tǒng)。
說到該項目的發(fā)展前景時，平貴杰告訴記者：“在太陽能、風(fēng)能和生物質(zhì)能這三大可再生的自然能源中，生物質(zhì)能是唯一物質(zhì)性能源，是中性碳的再生資源，具有儲量大的明顯優(yōu)勢”。他接著說，這僅僅是開始，我們要做的事情還很多。目前，生物油在市場上還沒有國家標(biāo)準(zhǔn)，我們下一步要計劃起草標(biāo)準(zhǔn)。另外，對于那些不能正常生產(chǎn)的同行企業(yè)，我們可提供思路和技術(shù)幫助。
“綜合分析，不難看出生物質(zhì)資源開發(fā)的潛力、發(fā)電技術(shù)水平，還是市場需求、政策導(dǎo)向，都將會促進生物能利用的大發(fā)展。可以預(yù)見，生物質(zhì)液化技術(shù)的發(fā)展空間無限。”平貴杰對做大做強生物質(zhì)新能源產(chǎn)業(yè)充滿了期待。
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