第一篇：秸稈類生物質燃燒特性的研究

秸稈類生物質燃燒特性的研究 摘要：利用熱重分析儀對江蘇宿遷地區的玉米稈、稻稈和麥稈三種生物質的燃燒特性進行了分析，測定了生物質的灰熔點和灰組成，用XRD和TEM表征了生物質灰的物相結構和形貌。研究結果表明，三種生物質的燃燒規律基本一致，燃燒過程可分為四個階段：干燥過程，熱解過程，晶型轉變過程和熔融過程；三種生物質中，玉米稈灰熔點最高，灰量最少且堿金屬含量最低；生物質灰為形態各異的納米顆粒。關鍵詞：生物質；燃燒特性；生物質灰；灰分性質 0前言

隨著全球工業化的快速發展，一次性能源的消耗量不斷增加，人類為了自身的生存和發展，不斷尋找新的能源，以減少或替代一次性能源的消耗。在各種可再生能源中，生物質是儲存太陽能的惟一一種可再生的炭源，是可持續再生能源中的重要組成部分。生物質能源具有以下特點：首先是一種可再生的綠色能源；其次，生物質生長過程中吸收的CO2與其燃燒利用中排放的CO2是相等的，在CO2總量上實現了零排放[1-2]；此外，與煤相比，生物質通常含有很低的灰分，幾乎不含硫[3]。因此對生物質能利用的研究開發已成為開發新能源的一個重要方向[4-5]，世界上許多國家如美國、丹麥，英國和芬蘭等正在大規模推廣利用生物質能發電[6]，這也是我國目前正在推廣的一項新技術。在生物質燃燒發電過程中，生物質的燃燒過程以及燃燒所產生物質的化學和物理性質對能量轉化裝置的設計，灰資源化利用與污染控制具有重要的理論意義和應用價值。本文將系統地研究玉米稈、稻稈和麥稈三種生物質的燃燒特性及其生物質灰的理化特性和結構特征，以便為生物質高效燃燒發電提供理論基礎。1實驗部分 1.1原料處理

實驗用的生物質原料——玉米稈、稻稈和麥稈全部取自江蘇宿遷地區。將原料粉碎后過80目篩，測定其發熱量，做熱重分析。1.2灰的制取

本文采用ASTM規定的方法進行生物質灰的制取。將玉米稈、稻稈和麥稈等三種生物質分別置于馬弗爐內，600℃灼燒一定時間，收集殘留物?；医M成用ICP儀器進行分析，灰的晶相用XRD分析，灰形貌通過TEM觀察。2結果和討論 2.1燃燒特性分析

圖1至圖3分別是玉米稈、稻稈和麥稈在空氣氣氛下，升溫速度為10℃/min條件下得到的TG—DTA曲線，三種生物質的曲線走勢基本一致。按熱失重分，生物質的燃燒可分為四個階段。以玉米稈為例(圖1)，第一階段為20～200℃，失重約為7%，主要是生物質原料的脫水過程。第二階段在200～480℃之間，是失重的主要階段，失重達到85%，這一階段是生物質中炭和揮發物的燃燒過程，對應于DTA曲線，可以看到一個含有雙峰的強放熱峰，兩峰位置分別在300℃和435℃。第三階段為480～820℃，質量基本保持不變，對應的DTA曲線有一個微弱的放熱峰，說明這一階段是無機物的晶型轉變過程。同一化學組成的物質有時具有不同的晶型，一定范圍內自由焓最低的晶型最穩定，隨著溫度的變化，晶體就由一種形態轉變為另一種形態。第四階段為820～1300℃，增重約18%，DTA曲線上有一個明顯的吸熱峰，這應是生物質的熔融階段。分析結果表明，利用生物質燃燒發電，燃燒溫度不宜超過800℃。玉米稈、稻稈和麥稈的發熱量分別是16.92MJ/kg，14.65MJ/kg和15.13MJ/kg。

圖1玉米稈的TG-DSC曲線 圖2稻稈的TG-DSC曲線 2.2灰的化學組成

生物質原料中除了碳、氫、氧等有機物之外，還含有一定數量的無機礦物質。在生物質熱化學轉化利用過程中，這些殘留的無機物質稱為灰。生物質灰的化學組成及其特性對其熱力學和動力學性質有很大影響，并對灰的利用及各種利用設備的設計和處理具有重要意義。生物質的灰量及其化學組成隨著其生長條件、生長環境不同而不同。對于我們所研究的三種生物質而言，玉米稈的灰量最低，只有3.82%，稻稈的灰量最高為17.21%，麥稈的灰量是10.71%。

三種生物質灰的主要化學成分列于表1?？梢钥闯觯N生物質灰中的主要元素有K、Na、Ca、Mg、Al、Fe、Si等，但不同的生物質，其無機物的含量是不同的。在三種物質中，麥稈中的K含量最高，達到14.53%，稻稈也較高，為9.68%，而在玉米稈中未檢測出K元素；玉米稈中的Ca和Mg的含量要比稻稈和麥稈高；而且玉米稈中含Si最多；三種物質中的Na、Al和Fe含量都比較接近。

表1生物質灰組成%

2.3灰的熔融特性

生物質灰的熔融特性對熱化學處理過程起著決定性的作用，灰熔點的高低不僅影響熔融的能耗，而且決定了熔融工藝的難易程度和設備損耗等諸多方面。生物質灰主要是以金屬氧化物和非金屬氧化物的混合物形式存在，不僅成分復雜，且各種成分含量的變化也很大，灰的熔化只能是一個溫度范圍。加熱到一定溫度時，灰中的低熔點成分開始熔化，隨著溫度的升高，熔化成分逐漸增多，最后全部變為液態。本文主要研究灰熔點的四個特征溫度，即變形溫度(tD)、軟化溫度(tS)、半球溫度(tH)和流動溫度(tF)。采用通用的角錐法在氧化性氣氛下對玉米稈、稻稈和麥稈灰的熔融特性進行測定。

表2為三種生物質灰熔點的測試結果，熔點由高到低的順序為玉米稈、稻稈、麥稈，這種現象和灰成分有關?；抑械某煞职此釅A性的不同可分為兩類，一類是酸性氧化物包括Al2O3和SiO2，另一類是K2O、Na2O、CaO、MgO和Fe2O3等堿性氧化物。這兩類物質的分布對灰的熔融特性有重要影響，酸性氧化物具有提高灰熔點的作用，其含量越多，熔融溫度就越高；相反，堿性氧化物卻有降低煤灰熔融溫度的作用，其含量越多，熔融溫度就越低[728]。從表1得知，玉米稈中SiO2含量最高，明顯高于稻稈和麥稈，而K2O和Na2O的含量很少，明顯低于稻稈和麥稈，因此其熔點最高；稻稈的SiO2含量高于麥稈，堿金屬氧化物含量低于麥稈，其熔點高于麥稈。表2生物質灰熔點℃

2.4灰的晶相結構

生物質灰主要由金屬氧化物和非金屬氧化物組成，然而相同或相似的成分可以存在不同物相結構，而物相結構不僅影響灰的性質，而且對灰的利用也有很大影響。本文使用日本ShimadzuXRD-6000型X射線衍射儀，參數如下：CuKα射線，Ni濾波，管壓30kV，管流30mA，掃描速度2°/min，掃描角度2θ=10°～90°，玉米稈、稻稈和麥稈灰的XRD圖譜見圖4。從圖中看出，稻稈和麥稈灰的衍射峰位置基本一致，對照標準圖譜，這主要是KCl的結晶相(2θ=28.3，4.08，50.5，66.4)，且麥稈灰的峰強度比稻稈強，說明麥稈灰中的KCl結晶相更多，這和麥稈中K含量高有關。玉米稈灰的衍射峰與稻稈和麥稈有所不同，這和其灰組成有

關。此外，雖然三種生物質灰中SiO2含量都很高，但XRD圖譜中沒有明顯的SiO2衍射峰，說明灰中的SiO2很少以單體形式存在。

圖4生物質灰的XRD圖譜 2.5灰的形貌

不同的生物質灰在形貌上有著差別，如圖5所示。由TEM照片可知，生物質灰為形貌各異的納米粒子，玉米稈灰顆粒近似球形，分散比較好，粒度在50～100nm之間，見圖5(a)；稻稈灰顆粒尺寸較小，粒徑約為40nm，團聚比較嚴重，見圖5(b)；而麥稈灰的形貌與玉米稈和稻稈完全不同，呈鏈狀分布，見圖5(c)?；倚蚊驳亩鄻有苑从吵錾镔|中的無機物存在形式的不同。

圖5生物質灰的TEM圖 3結論

同一地區的玉米稈、稻稈和麥稈這三種生物質的燃燒規律基本一致：20～200℃是原料的脫水過程，200～480℃是生物質中炭和揮發物的燃燒過程，480～820℃是無機物的晶型轉變過程，820～1300℃，是生物質的熔融階段。三種生物質中，玉米稈灰熔點最高，發熱量最高為16.92MJ/kg，灰量只有3.82%，堿金屬含量最低。XRD結果表明，稻稈灰和麥稈灰晶相基本相同，而玉米稈灰的晶相有所不同。TEM顯示生物質灰為形態各異的納米顆粒。

第二篇：農作物秸稈燃燒

作為秸稈生產大國，我國耕地和淡水資源短缺，農作物秸稈，尤其是玉米秸稈、棉花秸稈、小麥秸稈和稻殼等極為珍貴，其總量和玉米、淀粉的總能量相當，其燃燒值約為標準煤的50％，每生產1噸玉米可生產2噸秸稈，3噸玉米秸稈就可以產出1噸蜂窩煤，可代替熱值相當煤炭或液化氣。如果將我國每年產生的農作物秸稈全部用來燃燒，可折合約3億噸標準煤的熱值。充分利用農作物秸稈生產秸稈生物質蜂窩煤，實現秸稈生物質蜂窩煤工廠化生產，并形成秸稈生物質蜂窩煤產業化，進而走向生物質蜂窩煤產業集群。

農作物秸稈生物質蜂窩煤主要由玉米秸稈、棉花秸稈、小麥秸稈和稻殼等作為原料經生物炭化制成。產品易燃、即燃、無煙、無味、無污染、無殘渣、不易破裂且形狀規則，含炭量高達80％以上，熱值高達4300至6100大卡，可以再生，燃燒時排放的SO2很少。

玉米秸稈的熱值約為煤的0.7—0.8倍，即1.25噸的玉米秸稈炭化成型原料相當于1噸煤的熱值。玉米秸稈生物質蜂窩煤在配套的生物質燃燒爐中燃燒，其燃燒效率是燃煤爐的1.3—1.5倍，因而1噸玉米玉米稈生物質蜂窩煤的熱量利用率與一噸煤的熱量利用率相當。

炭化是提高秸稈生物質蜂窩煤使用價值的重要手段，炭化方式和炭化工藝直接決定了其機械強度、熱值、生炭含量等主要性能指標。秸稈生物質蜂窩煤主要特點

在于摒棄了燒炭法和外熱式兩種炭化，而采用了內熱式炭化方式，這種炭化方式比前兩種優越：

1、揮發物含量：12—18%；

2、固定含碳量＞80%；

3、炭粉：1.0—1.3%；

4、色澤：斷面有金屬光澤；

5、發熱量（J/G）：＞31000；

6、炭化得率30—50%；

7、單爐炭化周期縮短：為8小時/爐，秸稈炭量均勻；

8、環境污染情況：幾乎無煙。

1、農作物秸稈生物質蜂窩煤是代替傳統煤炭和液化氣等高品們的“綠色”民用燃料。

2、原料炭化產生的尾氣可制成秸稈醋液產品，用于養殖和公共場所除臭、抗禽流感、殺蟲劑等。

3、炭化爐溫度高達200—500度，要用循環管道采集后向住房提供暖氣或熱水。

4、工業中大量使用的化鐵爐、鍋爐，生火時而耗用大量劈柴點火，劈柴售價遠比煤高。用秸稈生物質蜂窩煤代替劈柴和煤較為經濟。

5、秸稈生物質炭進一步處理為活性炭，可廣泛應用于制藥、化工等行業。也可用于污水處理，隨著環境保護的強化，凈化廢水、廢氣所需活性炭的用量會越來越大。

1、工藝流程 原料粉碎—炭化—成型—入庫。

2、原料來源及生產規模的確定

本產品由70%以上的秸稈炭粉與30%普通添加劑，混合攪拌后擠壓成型。原料為農村的玉米秸稈、棉花秸稈、小麥秸稈和稻殼、花生殼等。該項目生產原料充沛，來源廣泛。

3、產品基本顏色與規格

1)秸稈蜂窩煤規格與煤炭產蜂窩煤相同，同為黑色；

2)秸稈生物質燃料球，有乒乓球大小、為黑色；

3)秸稈生物質燃料顆粒，比顆粒飼料略長些，也為黑色。本項目利用農作物秸稈，尤其是玉米、棉花、小麥和花生殼等秸稈作為生產原料，生產秸稈生物質蜂窩煤這一高品位的民用燃料。秸稈生物質蜂窩煤正在成為全球性的“綠金”產業，它正在逐步成為傳統“黑金”能源的代用品。美國于2000年開始實施“開發和推進生物質產品和生物能源”的法案，美國政府將用十億噸的生物質能進行液化、炭化處理，替代傳統的石油和煤炭。我國有12億多人口，絕大多數居住在農村和小城鎮，其生活用能的主要方式是直接燃燒；中小企業和民營企業的快速興起和發展，不僅帶動農村經濟的發展，而且加速了化石能源，尤其是煤的消費。因此，開發秸稈生物質蜂窩煤代替燃燒是最佳選擇。國家發改編制的《可再生能源產業發展指導目錄》中將“農作物秸稈制成固體成型燃料代替煤炭”列為“生物質固化成型燃料”項目。

目前市場上煤炭售價約700元/噸，用煤炭做的蜂窩煤摻有30%的黃土和石灰，每塊售價在0.30—0.32元左右，需要用木柴才能點燃；而農作物生物質燃料炭加黏合劑成本約90元/噸，炭粉含量在80%以上，每噸秸稈炭可生產100×85mm家用蜂窩炭3000塊，每塊可燃燒80—100分鐘，且用報紙就能引燃，物美價廉，環保安全，在市場上具有極強的競爭力。

本項目以我國資源廣大的玉米秸稈、棉花秸稈和小麥秸稈、花生殼等為原料，無論從生產成本還是從投資效果上與其它秸稈利用項目比較，生產秸稈生物質蜂窩煤，原料來源廣、產品有市場、技術有保障、投資比較少、見效比較快、基本無風險。如在一個鄉鎮建設1—2家秸稈生物質燃料炭廠，可以消化掉全鎮1/3的玉米秸稈和棉花秸稈及部分小麥秸稈、花生殼等。

以生產秸稈生物質蜂窩煤為例，3-4人每天可生產4-6噸，每噸成本200元，按出廠價每噸700元計算（當前市場售價600-800元/噸，每噸3000塊，每塊售價在0.25-0.30元之間）。每天純利潤在1500元以上。

是一種很好的清潔，是最具開發利用潛力的新能源之一，具有較好的經濟、生態和社會效益。每兩噸秸稈的熱值就相當于一噸標準煤，而且其平均含硫量只有3.8‰，而煤的平均含硫量約達1％。在生物質的再生利用過程中，排放的CO2 與生物質再生時吸收的CO2 達到碳平衡，具有CO2零排放的作用，對緩解和最終解決問題具有潛在的貢獻價值。

秸稈發電，就是以農作物秸稈為主要燃料的一種發電方式，又分為秸稈氣化發電和秸稈燃燒發電。秸稈氣化發電是將秸稈在缺氧狀態下燃燒，發生，生成高品位、易輸送、利用效率高的氣體，利用這些產生的氣體再進行發電。但秸稈氣化發電工藝過程復雜，難以適應大規模應用，主要用于較小規模的發電項目。秸稈直接燃燒發電是21世紀初期實現規?；瘧梦ㄒ滑F實的途徑。工藝流程

水/蒸汽循環

20世紀90年代后，以煤為代表的化石燃料發電技術的飛速發展，使整個發電廠的發電效率，蒸汽的溫度和壓力得到了大幅提高。對于秸桿燃燒發電設備，也同樣取得了很大發展。但是，相對與燃煤設備，秸稈燃燒發電設備的設計建設經驗相對較少。而且秸桿還具有獨特的特性，使其很難達到較高的蒸汽參數。尤其是秸桿中含量較高，增加了鍋爐在高蒸汽壓力下腐蝕的可能性。多數秸桿燃燒發電廠的發電效率只能達到30%左右。一般而言，秸稈發電廠在發電的同時都供熱，以提高整個電廠的效率。

秸桿的處理、輸送和燃燒（發電廠內）

發電廠內建設兩個獨立的秸桿倉庫。每個倉庫都有大門，運輸貨車可從大門駛入，然后停在地磅上稱重，秸桿同時要測試含水量。任何一包秸桿的含水量超過25%，則為不合格。

在歐洲的發電廠中，這項測試由安裝在自動上的來實現。在中國，可以手動將探測器插入每一個秸桿捆中測試水分，該探測器能存儲99組測量值，測量完所有秸桿捆之后，測量結果可以存入連接至地磅的計算機。然后使用卸貨，并將運輸貨車的空車重量輸入計算機。計算機可根據前后的重量以及含水量計算出秸桿的凈重。

貨車卸貨時，叉車將秸桿包放入預先確定的位置；在倉庫的另一端，叉車將秸桿包放在進料輸送機上；進料輸送機有一個緩沖臺，可保留秸桿5分鐘；秸桿從進料臺通過帶密封閘門（防火）的進料輸送機傳送至進料系統；秸桿包被推壓到兩個立式螺桿上，通過螺桿的旋轉扯碎秸桿，然后將秸桿傳送給螺旋自動給料機，通過給料機將秸桿壓入密封的進料通道，然后達到爐床。爐床為水冷式振動爐床，是專門為秸桿燃燒發電廠而開發的設備。

鍋爐系統

鍋爐采用自然循環的汽包鍋爐，過熱器分兩級布置在煙道中，煙道尾部布置省煤器和空氣預熱器。由于秸桿灰中堿金屬的含量相對較高，因此，煙氣在高溫時（450℃以上）具有較高的腐蝕性。此外，飛灰的熔點較低，易產生結渣的問題。如果灰分變成固體和半流體，運行中就很難清除，就會阻礙管道中從煙氣至蒸汽的熱量傳輸。嚴重時甚至會完全堵塞煙氣通道，將煙氣堵在鍋爐中。由于存在這些問題，因此，專門設計了過熱器系統，并在國際上的大多數秸桿發電廠中得到運用。

汽輪機系統

〖汽輪機系統〗

渦輪機和鍋爐必須在啟動、部分負荷和停止操作等方面保持一致，協調鍋爐、汽輪機和空冷凝汽器的工作非常重要。

〖空冷凝汽器〗

丹麥的所有發電廠都是海水冷卻的，西班牙的Sanguesa發電廠是河水冷卻，英國的Ely發電廠裝有空氣冷凝器。在中國，空氣冷凝器是一種很成熟的產品，可以在秸稈發電廠中采用。

環境保護系統

在濕法煙氣凈化系統之后，安裝一個布袋除塵器，以便收集煙氣中的飛灰。布袋除塵器的排放低于25mg/Nm。布袋除塵器為脈動噴射式，容器由壓縮空氣脈沖清潔。

副產物

秸桿通常含有3-5%的灰分。這種灰以鍋爐飛灰和灰渣/爐底灰的形式被收集，這種灰分含有豐富的營養成分如鉀、鎂、磷和鈣，可用作高效農業肥料。

主要優勢

秸稈已經被認為是新能源中最具開發利用規模的一種綠色可再生能源，推廣秸稈發電，將具有重要意義：

1、農作物秸稈量大，覆蓋面廣，燃料來源充足。

2、秸稈含硫量很低。國際能源機構的有關研究表明，秸稈的平均含硫量只有千分之3.8，而煤的平均含硫量約達百分之一。且低溫燃燒產生的氮氧化物較少，所以除塵后的煙氣不進行脫硫，煙氣可直接通過煙囪排入大氣。丹麥等國家的運行試驗表明秸稈鍋爐經除塵后的煙氣不加其他凈化措施完全能夠滿足環保要求。所以秸稈發電不僅具有較好的經濟效益，還有良好的生態效益和社會效益。

3、各類作物秸稈發熱量略有區別（各種秸稈的熱值見表2所示），但經測定，秸稈熱值約為15000KJ/Kg，相當于標準煤的50%。其中麥秸稈、玉米秸稈的發熱量在農作物秸稈中為最小，低位發熱量也有14.4MJ/kg，相當0.492kg標準煤。使用秸稈發電，可降低煤炭消耗。

4、秸稈通常含有3%~5%的灰分，這種灰以鍋爐飛灰和灰渣/爐底灰的形式被收集，含有豐富的營養成分如鉀、鎂、磷和鈣，可用作高效農業肥料。

5、作為燃料，煤炭開采具有一定的危險性，特別是礦井開采，管理難度大。農作物秸稈與其相比，則危險性小，易管理，且屬于廢棄物利用。

世界秸稈發電的發展

到2006年，秸稈發電在歐洲，尤其是北歐的一些國家已有近20年的歷史。20世紀70年代爆發世界第一次石油危機后，能源一直依賴進口的丹麥，在大力推廣節能措施的同時，積極開發生物質能和風能等清潔可再生能源，到2006年，秸稈發電等可再生能源已占丹麥能源消費量的24%以上?！堵摵蠂鴼夂蜃兓蚣芄s》及《京都議定書》分別于1992年和l997年出臺后，為了建立，減少溫室氣體排放，丹麥進一步加大了生物質能和其他清潔可再生能源的研發利用力度。丹麥BWE公司是亨譽世界的發電廠設備研發、制造企業，長期以來在熱電、生物發電廠鍋爐領域處于全球領先地位，丹麥BWE公司率先研發的秸稈生物燃燒發電技術，一直到21世紀初期，在這一領域仍是世界最高水平的保持者。在這家歐洲著名能源研發企業的技術支撐下，l988年丹麥誕生了世界上第一座秸稈生物燃燒發電廠。

到2006年，丹麥已建立了130家秸稈發電廠，還有一部分燒木屑或垃圾的發電廠也能兼燒秸稈。BWE公司的秸稈發電技術已走向世界，被聯合國列為重點推廣項目，瑞典、芬蘭、西班牙等國由BWE公司提供技術設備建成了秸稈發電廠，許多國家還制定了相應的計劃，如日本的“陽光計劃”，美國的“能源農場”，印度的“綠色能源工廠”等，它們都將生物質能秸稈發電技術作為21世紀發展可再生能源戰略的重點工程。其中位于英國坎貝斯的生物質能發電廠是世界上最大的秸稈發電廠，裝機容量3.8萬千瓦，總投資約5億丹麥克朗。

中國秸稈發電的發展

中國是一個農業大國，生物質資源十分豐富，各種農作物每年產生秸稈6億多噸，其中可以作為能源使用的約4億噸，全國林木總生物量約190億噸，可獲得量為9億噸，可作為能源利用的總量約為3億噸。如加以有效利用，可為農民增收近1000億元，開發潛力將十分巨大。隨著《可再生能源法》和《可再生能源發電價格和費用分攤管理試行辦法》等的出臺，中國秸稈發電呈快速增長趨勢。

為推動生物質發電技術的發展，2003年以來，國家先后核準批復了河北晉州、山東單縣和江蘇如東3個秸稈發電示范項目，拉開了中國秸稈發電建設的序幕。頒布了《可再生能源法》，并實施了生物質發電優惠上網電價等有關配套政策，從而使生物質發電，特別是秸稈發電迅速發展。據不完全統計，到2006年底，全國在建農作物秸稈發電項目34個，分布在山東、吉林、江蘇、河南、黑龍江、遼寧和新疆等?。▍^），總裝機容量約120萬千瓦；山東單縣、江蘇宿遷和河北威縣三座發電站已投產發電，總裝機容量8萬千瓦。

2008年前后幾年間，國家電網公司、五大發電集團等大型國有、民營以及外資企業紛紛投資參與中國生物質發電產業的建設運營。截至2007年底，國家和各省發改委已核準項目87個，總裝機規模220萬千瓦。全國已建成投產的生物質直燃發電項目超過15個，在建項目30多個?？梢钥闯觯袊镔|發電產業的發展正在漸入佳境。

根據國家“十一五”規劃綱要提出的發展目標，未來將建設550萬千瓦裝機容量，已公布的《可再生能源中長期發展規劃》也確定了到2020年生物質發電裝機3000萬千瓦的發展目標。此外，國家已經決定，將安排資金支持可再生能源的技術研發、設備制造及檢測認證等產業服務體系建設?？偟恼f來，生物質能發電行業有著廣闊的發展前景。

中國秸稈發電邁出實質性步伐。大力發展秸稈發電，不僅可以減少由于在田間地頭大量焚燒、廢棄所造成的污染，變廢為寶，化害為利，而且對解決“三農”問題，促進當地經濟發展具有重要作用。據估算，建設一個2.5萬千瓦的秸稈發電廠，每年需要消耗秸稈20萬噸，按每噸秸稈收購價200元計算，可為當地農民增加約4000萬元收入，惠及的農戶數量將近5萬戶，是發展農村經濟，增加農民收入的重要舉措。

中國對秸稈發電實行優惠電價政策，上網電價高出燃煤發電0.25元/千瓦時，并且還可以享受稅收減免等一系列政策。隨著中國有關配套政策的不斷完善，以及秸稈發電技術的進步和原料收儲運體系的形成，中國秸稈發電產業必將取得更快發展，為解決“三農”問題，建設社會主義新農村做出應有的貢獻。

第三篇：物質燃燒現象歸納

物質燃燒（受熱）實驗現象，表達式

鎂在空氣中燃燒

實驗現象：①發出耀眼的白光②放熱③冒白煙④生成白色固體

表達式：鎂＋氧氣 氧化鎂Mg＋O2MgO（白色固體）

紅磷在空氣中燃燒

實驗現象：①發出黃光②放熱③產生大量白煙

五氧化二磷P ＋ O2 表達式：磷＋氧氣 P2O5木炭在氧氣中燃燒

實驗現象：①發出白光②放熱③產生能使澄清石灰水變渾濁的氣體

二氧化碳C ＋ O2表達式：碳＋氧氣CO2

蠟燭在氧氣中燃燒

實驗現象：①發出白光②放熱③產生能使澄清石灰水變渾濁的氣體④瓶內出現水霧

表達式：石蠟＋氧氣水＋二氧化碳

鐵絲在氧氣中燃燒

實驗現象：①劇烈燃燒，火星四濺②放出大量的熱③生成黑色固體

四氧化三鐵Fe＋O2Fe3O4（黑色固體）

硫在空氣中燃燒

實驗現象：①發出淡藍色火焰②放熱③產生刺激性氣味的氣體

表達式：硫＋氧氣 二氧化硫S＋O2 SO2

硫在氧氣中燃燒

實驗現象：①發出藍紫色火焰②放熱③產生刺激性氣味的氣體

表達式：硫＋氧氣 二氧化硫S＋O2 SO2

銅在空氣中受熱

實驗現象：紅變黑

CuO 表達式：銅＋氧氣 氧化銅Cu＋O2

在氧氣中點燃會出現如下現象的是：

1、耀眼的白光：鎂

2、白光：鎂、磷、木炭、蠟燭

3、水霧：蠟燭

4、生成物在常溫下只有氣體：木炭、硫

5、生成刺激性氣味的氣體：硫

6、生成濃厚的白煙：鎂、磷

7、生成黑色固體：銅、鐵

8、生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體：木炭、蠟燭

9、藍紫色火焰：硫

第四篇：生物質秸稈氣化技術開發與應用

生物質秸稈氣化技術開發與應用

項目的可行性報告

一、生物質秸稈氣化技術開發與應用項目的意義：

生物質秸稈氣化技術是當前國家重點推廣的農村能源實用技術。該技術是利用農作物的秸稈、谷物加工后的皮殼、樹木枝條、柴草等生物質為原料，經發生爐無氧燃燒而生產可燃性氣體。由于其原料資源廣泛，可再生，成本低，既節能又環保，極受農村干部群眾歡迎。被譽為是不見炊煙起，能聞飯菜香的綠色環保能源。真是取之不盡用之不竭”。隨著社會主義新農村建設步伐的加快，生物質秸稈氣化技術的開發與應用已成為廣大農村改善生活和環境的必然趨勢。此舉措既是助推新農村建設的富民工程，也是我黨踐行“三個代表”和落實科學發展觀的具體體現。該技術的推廣應用成果和巨大社會效益已向世人證明：生物質秸稈氣化技術的開發與應用是建設社會主義新農村的必由之路。

二、生物質秸稈氣化技術開發與應用狀況及市場需求：

我國小康社會的建立是以農村的小康為前提。沒有農村的小康，實現我國全面小康社會就無從談起。生物質秸稈燃氣技術開發與應用面向的市場，主要是廣大農村。目前國家和省內外的發展狀況和市場需求是：

1、國家提倡支持，以獎代補優厚。按照建設社會主義新農村的規劃，國家每年都有一定數量的專項資金扶持新農村建設。省農村能源工作會議披露，“十一五”期間，全省將建秸桿氣化站1156處，只要申請建站的鄉村，可按30%的比例以獎代補。

2、省內部分市、縣已經動手，一些鄉（鎮）正在使用。鞍山、本溪、鐵嶺、遼陽等市從2004年就抓這一項目的推廣，并取得可觀的經濟效益和社會效益。鞍山市千山區中所屯村2002年建的燃氣站，頗受群眾歡迎。目前，已建兩個燃氣站。本溪市南芬區黃柏峪村在2003年就建燃氣站，受到國家科技部和發改委的關注，美國知名設計師威廉.麥克唐納專程到黃柏峪考察，并予以扶持。也正因如此，鞍山市和沈陽市都先后建立了秸稈燃氣發生爐生產廠，經濟效益十分可觀?！靶『蓜偮都饧饨?，自有青蜓在上頭”。一個代表社會進步和人民利益的好項目剛一走上社會舞臺，就讓有識之士一眼就看穿了它的巨大生命力和歷史發展必然趨勢。誰抓誰主動，誰早抓誰早主動。市場份額有限，機不可失，失不再來。

3、市場廣闊，社會效益可觀。我市共有105個鄉（鎮），1441個村，524310戶村民，按照建設社會主義新農村的要求，以每個村建一座秸稈氣化站設計，全市6縣（市）區需建1441個氣化站，每年可利用農作物秸稈等151萬噸，可制氣3020萬立方米，近53萬戶村民利用燃氣制炊。由于原料自產，只用人工、水電、設備折舊費用支出，年可創造直接經濟效益6040萬元，除去運營成本，可凈創效益5000萬元左右。倘若推廣應用生物質秸稈氣化爐個體供氣方式，每戶一臺，全市將需524310臺，生產成本500元，銷售價格800元，可創利潤157293000元。農民一次買爐不再買氣，多年使用，幾乎沒有支出。

3、民企聯動，互利雙贏。我市素有遼西機械制造強市美譽，渤船重工、化機集團、東華、錦華、蓮花山等企業均有一流機加工能力，倘若我市推廣秸稈燃氣工程，又會給帶來多大的燃氣鍋爐生產效益，實在無法計算。市生態科學研究所已在一機械廠制做樣機，指日即可試驗，并進行專家鑒定。市場前景十分樂觀！

三、生物質秸稈燃氣化技術開發與應用的特點：

生物質秸稈燃氣工程主要是將農作物秸稈、柴草、谷殼、鋸末等可燃燒的生物質填入制氣爐內后，瞬間便產生足量的優質燃氣供燃燒使用。這種由生物質轉化的氣體燃燒時，火力猛，熱量強，焰色清澈，幾乎不排放煙霧和粉塵，連續投料連續產氣，既保證炊事用氣，又解決了農村環境整潔。其主要技術特點是：

1、經濟適用。生物質秸稈燃氣工程，充分利用了廣大農村現有的燃燒物，實現了“一人燒火，全村做飯”，經濟適用性是其它燃氣方式無法比擬的。因秸稈氣化后熱能利用率可由30%提高到70%以上，農民生活用能成本大大降低。倘若以4口之家為例，使用秸稈燃氣月平均30元，而使用液化氣月平均76元，可節省支出50%以上。

2、使用方便。秸稈燃氣工程從發生爐機組到用戶，一律走地下管道，通過計量表后，開拴即用，不受時間、用量等限制。

3、原料易得。凡柴草、秸稈、谷殼、玉米芯、鋸末、刨花、樹木枝條等可燃農林植物均可做原料。在農村真是取之不盡用之不竭。

4、節能環保。秸稈燃氣工程由于氣化率高，基本沒有煙霧排放，所以空氣無污染，生態得保護，“房前一堆草，房后一堆灰”生活環 境臟亂差現象將得到有效根治

四、生物質秸稈氣化的技術原理及本項目攻關內容：

（一）技術基本原理。生物質秸稈氣化工程技術，主要是將固態生物質原料以熱解反應轉換成方便清潔的可燃氣體。其基本原理是將生物質原料加熱，在缺氧燃燒的條件下，使較高分子量的有機碳氫化合物鏈斷裂，變成低分子量的甲烷、乙烷、丙烷、一氧化碳和氫氣等。將制造出的燃氣通過輸氣管道自動導入分離系統接受脫焦油、脫煙塵、脫水蒸氣等凈化程序，從而獲得優質燃氣。燃氣通過導管送到燃氣灶使用。其基本流程圖如下：

1、集中供氣流程：生物質秸稈原料—蒸餾熱解—氧化還原—混合氣體—氣水油分離—脫焦油、脫煙塵、脫水蒸氣—儲氣設施—優質燃氣入戶使用。

2、分體供氣流程：生物質秸稈原料—蒸餾熱解—氧化還原—混合氣體—氣水油分離—脫焦油、脫煙塵、脫水蒸氣—儲氣設施—爐具點燃使用。

上述燃氣工程改變了生物質原料的形態，由固體變成氣體，不僅使用更加方便，而且能量轉換率大大提高，還凈化了環境，維護了生態平衡。

（二）本項目主要研究、開發內容：當前，生物質秸桿氣化技術正在推廣，其存在的主要問題是：

（1）熱解效率有待提升。一般設計能力為單位物料產氣量1.48--2.2立方米/小時，實際沒有達到。（2）燃氣凈化分離效率有待提升。目前一些廠家提出的技術指標灰份及焦油含量小于15mg/立方米，實際遠遠達不到。本溪市有的氣化站就因為焦油堵塞管路而不得不停氣大修。

（3）集中供氣與分體供氣、供暖聯產?，F在集中供氣設備已有總成，但需資金較大，必須有組織扶持才行。倘若搞出一家一戶分體氣化爐具，既制炊又取暖，一石二鳥，資金壓力小，農民樂于承受，這是本項目的一個攻關重點，并準備申請自己專利。

目前本研究所已投入資金8萬元，多名科技人員潛心本項目技術開發，有5名中高級工程技術人員攻克相關技術難題，并已在核心技術方面取的實質性進展，不久將拿出樣機。

五、生物質秸稈氣化技術開發與應用項目現有工作基礎和條件：

本項目由葫蘆島市生態科學研究所承擔。實驗基地在連山區寺兒堡鎮，2004年經市政府批準建所，固定資產20萬元，目前，既無內債，又無外債。所內設四個課題組，本項目由綠色能源課題組承擔。課題主持人，李宏，市委咨詢委員會成員，從事綠色能源研究20多年，獲省級以上優秀成果7項，發表論文20余篇，并在東北三省會議上介紹經驗。5名科技人員負責攻關，3個機加工單位協作，總參與者達67人。本項目的關鍵工藝——凈化器和油水分離器是按煉油分離塔技術設計，具有國內先進水平，試驗鑒定后申請專利。目前就本項目已在市委、市政府相關文件上發表文章3篇。

六、生物質秸稈氣化技術開發與應用項目的進度安排與實施方案：

本項目計劃用三年時間完成。2006年完成技術開發理論研究和相關科學數據的收集、編程，拿出具有自己知識產權的設計圖紙，并部分付諸實施另部件加工，投入20萬元。

2007年組裝樣機，投入試驗，改進完善。投入45萬元。2008年8月向市委、市政府提交科研成果，既交研究報告又拿出新產品、新工藝、新技術。投入15萬元。

由于秸稈氣化技術工程是建設社會主義新農村的公益事業，盡管國家有以獎代補政策，但主要還要以市場經濟運作?；舅悸肥牵罕局罕姎g迎、從實際出發、量力而行的原則，可采取民辦公助的方式進行。

（一）集中供氣運行機制。

1、委托代理?？捎墒形?、市政府委托市生態科學研究所承擔這項工程的推廣任務。凡申請建氣化站的新農村示范村，經市、縣政府能源部門批準后，示范村提供建站用地，政府將國家以獎代補資金直接用于購買燃氣設備。不足部分由市、縣財政從農業開發角度給生態科學研究所扶持一些貼息（無息）貸款，待工程運營取得效益后逐年償還。

2、村民自助。氣化站基礎設施建成后，凡向氣化站提供秸稈等燃料的村民，一律檢斤計價，獨立賬戶，用氣不交現款，待帳戶款用完后，再另行交費。這樣，既充分利用了農作物廢棄物，又減輕了農民經濟負擔。一石二鳥，互利雙贏。

3、股份經營。市生態科學研究所可下設生物質秸稈燃氣總站，控股經營，具有法人資格。示范村可以村民集資、提供用地、出工出勞等形式折款入股，風險共擔，原則不給政府增加負擔。

4、管理民主。燃氣站定期公開運營情況，聽取用戶意見，改進工作，接受監督。

（二）分體供氣運行機制。

1、攻關研發，自制產品。待具有自己知識產權的氣化爐試驗成功通過鑒定后，即委托錦西化機集團和其他協作單位批量生產。

2、以獎代補，互利雙贏。市政府能源辦將國家下擺的秸桿氣化補助資金以贈爐形式投入農戶。農戶自配爐具。

七、生物質秸稈氣化技術預期開發與應用項目成果及考核目標：

1、項目計劃目標。本項目計劃用三年時間完成。

2006年完成技術開發理論研究和相關科學數據的收集、編程，拿出具有自己知識產權的設計圖紙，并部分付諸實施另部件加工，準備小試。

2007年組裝樣機，投入試驗，改進完善，全力投入中試。2008年8月成果通過鑒定，屆時向市委、市政府提交科研成果，既交研究報告又拿出新產品、新工藝、新技術。產品投入批量生產。

2、項目經濟目標。

項目完成時累計實現規模1000萬元，年銷售收入100萬元，年工業增加值20萬元，年農業增加值20萬元，年利潤30萬元。

3、技術質量目標。SRL——IV秸稈氣化設備產氣能力150——200立方米/小時。STS——IV節能氣化爐產氣能力2.74立方米/小時。管網焦油、灰塵含量小于15MG/立方米。

八、生物質秸稈氣化技術開發與應用項目資金預算及籌措：

本項目歷經三年時間，預算總投入資金80萬元。本所自籌20萬元，申請財政農發貸款10萬元，需科技部門分期扶持萬元。

九、生物質秸稈氣化技術開發與應用項目實施保護措施：

1、遠離村屯試驗。本所試驗基地在山溝里，距屯噪音無污染。

2、技術人員合力攻堅，高工有自己的知識產權，無糾紛。

3、本所為科研單位，不以獲高利為目的，故特別注意產品質量。

4、認真做好售后服務。

葫蘆島市生態科學研究所 2006聯系電話：3152761

20萬元，其它30

2.5公里，無

9月6日、***

年

第五篇：秸稈燃燒為何屢禁不止

秸稈燃燒為何屢禁不止

摘要:雖然早在今年“三夏”開始之前,徐州就召開了一系列會議,嚴格“禁燒”各項措施落實,加強一線巡查和工作調度,可是在6月22日至23日,徐州仍變的天空陰霾。原因據報道是周邊省市焚燒秸稈煙霧飄入徐州所致。

關鍵詞:秸稈燃燒

1秸稈燃燒的危害

1.1 焚燒秸稈嚴重污染空氣環境并危害人體健康焚燒秸稈時,大氣中二氧化硫、二氧化氮、可吸入顆粒物等3 項污染指數達到高峰值, 其中二氧化硫的濃度比平時高出1倍,二氧化氮、可吸入顆粒物的濃度比平時高出3 倍,相當于日均濃度的五級水平,極易形成酸雨、“黑雨”。當可吸入顆粒物濃度達到一定程度時,對人的眼睛、鼻子和咽喉含有黏膜的部分刺激較大,輕則造成咳嗽、胸悶、流淚,嚴重時可能導致支氣管炎發生。同時其中的碳氫化合物等物質在陽光下又有可能產生二次光化學污染物, 再次污染空氣以致影響人們正常生活。

1.2 焚燒秸稈易引發火災,威脅群眾生命財產安全秋收季節, 氣候比較干燥,植被樹木很容易燃燒。倘若植被附近有農田,秸稈焚燒,容易引燃周邊的易燃物,尤其在山林附近,油庫、糧庫、通訊設施和高壓輸電線一旦引發火災,后果不堪設想,嚴重威脅著群眾生命財產安全。

1.3 焚燒秸稈易引發交通事故,影響交通和航空安全秸稈焚燒會產生大片的濃煙,對運輸業造成極大的隱藏危害,如果交通要道或航道接近農田,焚燒秸稈致使濃煙四起,造成空氣能見度下降,可見度很低,易發生交通事故。

1.4 秸稈焚燒造成營養物質流失,影響農業發展焚燒秸稈的最大禍害在于秸稈中的有機物質和營素養分在焚燒過程中幾乎喪失殆盡,只留下一些磷素和鉀素,而磷素多呈不溶解狀態,難被作物吸收。由此造成的地力下降將會給農業的持續發展帶來影響。

1.5 焚燒秸稈會破壞土壤結構,造成農田質量下降焚燒秸稈使地面溫度急劇升高,能直接燒死、燙死地表土壤中微生物, 影響作物對土壤養分的充分吸收,直接影響農田作物的產量和質量,影響農民收益。同時焚燒秸稈所形成的滾滾煙霧、片片焦土,對一個地區的環境形象也是最大的破壞。

2選擇焚燒秸稈的原因

2.1秸稈焚燒有益處

大面積將麥田、稻田秸稈焚燒能快速、全面治理麥田、稻田殘留的灰飛虱,有效控制、減少灰飛虱對小麥、水稻的危害,減輕水稻紋枯病的發生。

2.2缺乏有效的秸稈回收利用途徑

隨著社會的發展,農民生活水平大幅度提高,很少需要秸稈作為家庭能源。雖然秸稈可以燃燒發電,可以加工成生活用品、工藝品,可以通過發展沼氣工程,炭化、氣化工程轉變為農村生活燃料,可這些都在推廣階段,還是有大量的秸稈得不到這樣的利用,所以才會被焚燒。

2.3農作物上熟收獲到下熟播種相隔有效時間太短

多熟制地區,搶收、搶種一直是頭等大事。在農村勞動力減少的今天,焚燒秸稈清除殘草,搶時間播種,是最省事,最有效的辦法。

2.4秸稈直接還田存在不足之處

2.4.1由于秸稈還田量過大或不均勻易發生土壤微生物(即秸稈轉化的微生物)與作物幼苗爭奪養分的矛盾,甚至出現黃苗、死苗、減產等現象。所以一般每畝秸稈粉碎翻壓還田不超過300公斤,最多不超過500公斤,否則,會影響秸稈在土壤中的分解速度及作物產量。因此在秸稈直接還田時,一般還應適當增施一些氮肥,缺磷的補施磷肥,但這樣又會增加秸稈還田的成本,有時農民也不樂意。

2.4.2秸稈翻壓還田后,使土壤變得過松,孔隙大小比例不均、大孔隙過多,導致跑風,土壤與種子不能緊密接觸,影響種子發芽生長,使小麥扎根不牢,甚至出現吊根。這樣的苗情較弱,一旦遭遇嚴寒天氣或灌水不及時,就會造成凍害。

2.4.3易發生病蟲害。

秸稈中的蟲卵、帶菌體等一些病蟲害,在秸稈直接粉碎過程中無法殺死,還田后留在土壤里,病蟲害直接發生或者越冬來年發生。

2.4.4播種成本增加

秸稈切碎的費用,為避免還田的不利因素所采取的措施都增加了播種的成本。

3治理秸稈焚燒的措施

3.1 有法可依

為保護生態環境、防止秸稈焚燒污染、保障人體健康、維護公共安全,國家環保總局等部門根據《中華人民共和國環境保護法》和《中華人民共和國大氣污染防治法》制定了《秸稈焚燒和綜合利用管理辦法》。該管理辦法明確了秸稈焚燒和利用工作的指導思想和工作目標,保證了禁燒有章可循、有法可依。同時要加大秸稈的利用, 從根本解決秸稈焚燒的問題,其中江蘇省于2009 年2 月27 日原則通過了《關于促進農作物秸稈綜合利用的決定(草案)》,進一步的體現了政府的導向作用,做到有法可依。

3.2 加大宣傳力度,控制秸稈焚燒

加強宣傳,立足實際,通過村部廣播、分發宣傳單及宣傳車形式對重點地區重點宣傳,讓農民充分認識到秸稈的利用途徑和焚燒秸稈的危害,提高農民自身的修養,從思想上認識大局,解決秸稈焚燒問題。

3.3 分片管理,重點監督,重點區域實行禁燒建立多元化、多渠道的投入機制,采取“市-縣-鎮-村-組”整體聯動巡護, 對重點區域采取分片管理,責任到人。分片管理有助于分大劃細,層層管理。充分發揮村民組織的作用,嚴防死守,確保不發生焚燒秸稈現象,并嚴格獎懲措施,強化責任追究。

3.4 突出重點,嚴格執法

一是提出預警機制,應由環保局、農林局、公安局聯合發布秸桿焚燒預警。切實履行執法監督職責,對直接責任人進行教育或處罰;對造成重大污染事故、財產遭受重大損失或者導致人身傷亡的,要依法追究有關責任人員的刑事責任。二是建立督察組,督促檢查落實情況。三是建立報告制度,采取24小時報告制度。四是利用衛星遙感技術,定點定時監督。

3.5 政府補貼和幫扶

政府在加強監督巡查的同時,要對未焚燒的區域實行獎懲制度。同時加強技術幫扶,針對秸稈的種類不同,分類處理,提高利用率。如積極推廣小麥低茬收割、小麥秸稈撿拾打捆、帶狀旋耕以及秸稈根茬還田、小麥秸稈壓塊飼料等綜合利用技術,從經濟上解決秸稈焚燒及次生污染問題。