500kw生物质气化发电项目方案

德博科技 项目方案

500KW生物质气化发电

项目名称:500K W生物质气化发电项目 设计方：合肥德博生物能源科技有限公司

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500KW生物质气化发电项目初步设计方案 方案设计：合肥德博生物能源科技有限公司 一、行业概要

1、合肥德博生物能源科技有限公司情况简介 （1）“以人为本、以德经营”的理念

多年来，德博公司坚持“以人为本、以德经营”的理念。在内部，公司为各类人才创造良好的工作和生活环境，使得人尽其才，才尽其用；在外部对待客户方面，公司诚信经营，伴随着项目的合作，公司“绿色、节能、环保”的理念得以推广，减少了常规能源消耗带来的环境污染和资源消耗，实现民众道德的提升，为子孙后代留下碧水蓝天。

（2）充足的人才队伍

本单位现有固定员工60多人，其中用于新技术研发和产品设计的人员15人，其中博士生3人，硕士生5人，专业技术人员7人。用于开拓国内外市场和信息集成的人员5人，本科及以上学历占93%。

（3）资深的专家团队

自建立之初，德博人就深刻理解到“科技就是第一生产力”的真谛，通过项目研发、共同申请科技课题等多种形式，与中国科学院工程热物理所、南京林业大学、中国科学技术大学等多家权威研究机构

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进行了紧密合作，同时邀请多位生物质能业内资深专家作为本单位的专家团队，为德博公司的发展提供技术指导和支持。

（4）在同行业之间位置

公司锐意进取，着眼于精品工程和创新项目，目前在国内已有40多套成功案例，并凭借雄厚的技术优势，产品远销东南亚及欧洲等发达国家。德博公司在生物质能业界开创了多个“第一”：第一个利用生物质燃气为锅炉燃烧提供燃气项目；第一个生物质燃气替代窑炉煤气项目；第一个生物质燃气用于物料干燥项目；第一个高速生物质循环流化床气化项目；第一个生物质燃气与煤粉混燃项目；第一个循环流化床劣质煤气化项目；第一个循环流化床污泥焚烧项目；第一个循环流化床垃圾气化项目等，是目前中国最大的生物质气化炉下吸式固定床和高速循环流化床的研发者。在潜心研究生物质气化燃气综合利用的同时，公司对生物质气化过程中的延伸产品也做了大量科研，成果丰硕，先后利用下吸式固定床气化工艺提取生物质醋液（醋液）和控制炉料的碳化率达到含有50%-60%左右的生物质炭。生物质醋液用途广泛，一般用于杀菌、消毒，可代替农药，同时在日韩等发达国家可对醋液进行进一步深加工，产生代替化学物质的醋酸成分应用于化妆品等领域，经济价值得到更大的提升；生物质碳可作为钢铁厂的保温材料，也可以用作水泥添加剂及提取活性碳，目前市场价在600-1500元每吨。这些延伸产品的运用使生物质产业链得到进一步的

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纵深发展。

总的来看，德博公司在常规生物质供气和发电项目上处于本行业前列，在生物质气化汽电联供、替代窑炉煤气和高速循环流化床气化技术、生物质气醋液提取技术方面是本行业的领跑者。

2、已有项目

目前德博公司已有40多个生物质项目在运行或在建中，具有代表意义的是

（1）湖北枣阳600kw生物质气化发电项目 （2）常州生物质气化为6T/h锅炉提供燃气项目 （3）安徽淮南400KW稻壳气化发电项目 （4）望江500kW生物质气化发电项目 （5）菲律宾400KW流化床气化发电项目 （6）泰国1MW固定床气化发电项目

（7）西班牙200KW流化床全自动控制气化发电项目 （8）湖北新洲400KW气化发电项目

（9）西班牙1MW流化床全自动控制气化发电项目 （10）常州生物质气化为10T/h锅炉提供燃气项目 （11）河南郑州生物质气化稻谷烘干项目

（12）武汉新洲生物质集中供1000户生活用燃气及600KW发电项目

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（13）安徽怀远600KW气化发电项目

（14）黑龙江庆安500KW气化发电供暖项目

(15) 无锡生物质气化为6T/H锅炉提供燃气及500KW发电项目 （16）韩国400KW气化发电及醋液提取项目

（17）国家电力集团公司30MW热燃气与煤粉混烧项目 （18）捷克600KW流化床气化发电项目 （19）安徽明光1500KW稻壳气化发电项目

(20) 广西南宁500万大卡生物质气化为有机肥烘干项目 （21）刚果金300KW生物质气化发电项目 （22）湖南长沙500kw稻壳发电项目

（24）南京2500Nm3/h生物质气化烧锅炉项目（在建） （25）江西上高2MW生物质气化发电项目（在建） （26）江苏兴化生物质燃气烧4T/H锅炉项目（在建）

（27）吉林下吸式固定床稻壳气化炉炭气稻壳炭联产项目（在建）（28）浙江建德500kw上吸式木片气化发电项目（在建）

（29）浙江开化万吨级物理法活性炭燃气联产项目（在建） （30）孟加拉750kw制油项目（在建）

（31）津巴布韦2MW生物质气化发电项目（在建） 二、项目概要

为了节约常规能源、减少污染，利用当地丰富的生物质资源，合

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肥德博生物质能源科技有限公司研制了生物质流化床气化发电技术，实现了利用生物质生产绿色电力。由于本系统完全采用生物质作为燃料，达到电站无污染物排放，实现生物质资源的高效能源化利用。

本项目拟采用生物质流化床生物质气化炉配一套净化系统和1台500kW燃气发电机组，产生电能。采用生物质流化床气化装置实现生物质气化，燃气净化后通过内燃机发电，生物质经气化后生成炭灰，

为工业生产提供辅助源料或直接返田，改善农作物生长的土壤，促进农作物增产增收。

2．采取的技术路线

本技术路线采用流化床气化与内燃机发电相组合方式实现生物质的能源利用，实现能量的综合利用。该技术的系统简图如图1所示。

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图1 500kW生物质气化发电流程图 1、炉前料仓， 2、原料螺旋输送机， 3、床料料斗， 4、床料螺旋输送机， 5、气化炉， 6、布风板， 7、鼓风机， 8、排渣螺旋输送机，

9、关风机，10、鼓风机，11、旋风分离器，12、旋风除尘器，

13、排灰绞龙14、排灰关风机；15、竖管冷却器，16、水膜除尘器，17、水膜除尘器，18、文丘里除尘器，19、湍流除尘器，20、喷淋塔，21、旋转式气液分离器，20、引风机，21、循环水泵，22、稳压罐，23、限压罐，24、排空管，25、内燃发电机组。

主要工艺流程为： （1）生物质气化反应

生物质由加料器连续给入流化床气化炉，在炉内物料加热作用下，与气化炉底部通入的空气进行热解和气化反应，转换为接近煤气的可燃气体，这些可燃气主要成份为一氧化碳（CO）、氢气（H2）、甲烷（CH4）等，热值在950~1300kcal/m3左右，同时含有少量的焦油。

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通常情况下生物质所产燃气成分见表1。 表1 燃气有效成分和热值情况

CO CH4C n H m H2燃气热值（ LHV） % % % % k cal/Nm3

10~16 3~4 1~1.5 8.6~10.4950~1300 （2）燃气的净化

通过改进的燃气净化技术，实现了对燃气中灰尘和焦油有效处理和收集，燃气中焦油含量和灰尘含量完全满足内燃机组发电的要求。同时，采用生化处理技术处理燃气净化过程中焦油废水，达到了废水的循环使用，实现了生物质气化发电技术零污染、零排放。

（3）燃气发电

通过1台500KW经改进增容的低质气体燃料内燃发电机组发电，发电电压为400 伏，频率为50 Hz，完全满足生产生活用电和工厂自用电要求。

（4）生物质灰情况（以稻壳为参考） 稻壳灰的主要成分为：

含碳量 二氧化硅 氧化钙三氧化二铁氧化钾其它成分 C SiO 2CaO Fe 2 O 3 K 2 O

% % % % % %

36 60.09 0.21 1.08 0.12 2.50 3．项目的初步方案 3.1项目选址及配套设施

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装机规模500kW，设备占地面积约200平方米，也可以利用现有的建筑和闲置的厂房，用作气化发电的厂房，可将项目建设期缩短。同时减少了项目的前期投资，将有限的资金发挥更大的作用。

3.2原料的基本性质

因为本项目主要采用生物质作为气化发电原料，以稻壳为例进行项目的基本情况分析，稻壳的基本性质见表1。

表1 稻壳基本性质 元素分析（收到基）% C 37.29 H 4.51 O 31.57

N 1.92 S 0.11 A 13.10 M 11.50

工业分析（收到基），%

挥发分62.37 低位发热值（收到基），kcal/kg3230 3.3原料收集、储存和制备

生物质的堆积密度很低，通常在只有120kg/m3左右。气化炉每小时的原料需求量为750kg/h，原料仓库储存7天所需要的原料库面积为500㎡（原料堆积高度按2m计算）。

生物质气化器可使用多种原料，包括煤炭、农作物秸秆、谷壳、木屑等，原料水分控制在17%以下。

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储存于原料仓库的稻壳无需粉碎，直接送至原料预备仓库。 3.4气化系统构成

气化器系统主要设备有：（1）加料器；（2）流化床气化器；（3）旋风分离器；（4）鼓风机；（5）引风机；（6）除灰装置；（7）自动控制装置。

生物质由布置于气化器下部的给料器给入，空气通过气化炉底部的布风板进入气化器，实现原料的流化和快速热解气化。气化后的燃气经净化处理后，进入发电机。气化炉底部设有除灰装置，碳灰由专用容器收集后冷却。

气化炉高12米，产气量为1500立方米/h，燃气热值在950~1300 kcal/Nm3。

3.5发电系统构成

发电系统有1台内燃发电机构成，发电机的发电功率为500KW,电

压400V，采用普通厂房即可实现发电机的安装。推荐参数：额定电压：400V;周波：50HZ；耗气量：2.8 Nm3/KW.H；进气压力：常压；进气温度：常温。

3.6建设周期

整套气化发电系统采用了模块化设计，同时整个系统的各部分主要在我们的加工厂家加工完成。现场基建简单，到现场可以迅速安装，整个工程的建设调试周期在3个月之内。

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4、经济性分析

新建生物质气化发电厂，规划总装机容量为500KW,年运行小时按 7000小时估算。 名称 数据 备注 基本数据

气化发电功率500kW

稻壳消耗率 1.5kg/kW*h 稻壳消耗量5250T/year ＝气化发电功率*稻壳消耗率

*7000（每年运行7000h

设备自耗电按50 kW用电负荷计设备自耗电率10% 净输出电功率450kW＝气化发电功率—设备自耗电 净输出电量3150000kW*h ＝净输出电功率*7000（每年运 行7000h）

稻壳炭产率0.2kg/kW*h 含碳量约30~40%

稻壳炭产量700 T/year ＝稻壳炭产率*气化发电功率* 7000（每年运行7000h） 成本

稻壳成本 4.2万美元/年＝稻壳消耗量*稻壳单价（稻壳

单价8美元/T）

人员工资 4.8万美元/年4人, 1000美元/月*人 维修费 1.5万美元/年

成本合计 10.5万美元/年＝稻壳成本+人员工资+维修费 收入

气化炉稻壳炭价值7万美元/年＝稻壳炭产量*稻壳炭单价（稻 壳炭单价100美元/吨）

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输出电量价值 34.65万美元/年＝净输出电量*电价格（电价格 0.11美元/kw*h)

收入合计 41.65万美元/年＝气化炉稻壳炭价值+气化炉 稻壳炭价值净收益

气化炉年收益 31.15万美元/年＝收入合计－成本合计除了进行供电和稻壳炭销售外，还存在一定的潜在收益：

（1）减少了温室气体排放。

（2）各部分的余热可用余热锅炉产生大量蒸气和热水，为工业和民用供气供暖。

（3）利用生物质燃气提取醋液代替化学农药。 5、项目的环境评价 5.1生物质节能减排作用

生物质属于可再生的清洁能源，具有较好的环保和洁净性。生物质中的硫分含量仅为中质烟煤的1／10左右，同时生物质二氧化碳的排放和吸收构成自然界碳循环，其能源利用可实现二氧化碳零排放。实践证明，生物质能源对减少二氧化碳排放的作用是十分明显的。生物质本身属可再生能源，而气化过程一般温度较低（大约在700～900℃），NO x的生成量很少。所以利用生物质能源发电是一种高度

清洁的能源技术，是减少温室气体排放、防止全球环境恶化的一种科学选择。

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5.2废物排放情况

本项目中，用于燃气净化的水属于循环水，能够在本系统内循环再生利用，无废水排放。

净化系统收集的焦油可以作为化工原料进行出售，或者掺在型煤中作为燃料，提高型煤热值。

气化炉所产灰为生物质灰，可用于制作白炭黑的生产原料，返农肥田。由于灰渣产量较小，本工程不设置专用灰场，只在厂内设置灰渣库，灰渣全部考虑综合利用或出售。

5.3噪声污染控制

噪声防治主要从声源、传播途径两方面综合治理。首先从声源上控制噪声，对于无法根治的噪声，则采取隔声、消声、减振等控制措施。

电厂噪声为宽频声源，主要声源为内燃发电机组、各种泵等。锅炉对空排汽属突发性噪声，声值较高，对周围环境影响较大，因此设计在锅炉排汽管、安全阀排汽管等处装设消音器，对高噪声工作场所设隔音值班室、主控制室采取隔声防噪措施。另外，在厂区总布置和建筑设计中，统筹规划、合理布局、注意功能区隔离和减噪效果。

采取各项措施后，电厂噪声对外界影响将控制在GB12348-90所要求的范围内。

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附件1 供货设备清单及价格

No. 设备名称 技术参数 数量 1 加料系统

1.1 输送机 1套 1.2 炉前料仓 5m3 1套 1.3 炉前进料输送机 1000kg/h 1套

1.5 专用炉前进料装置 1000kg/h 1套 2. 气化系统

2.1 气化炉本体 生物质处理量750kg/h 1套 2.2 燃烧机 1套 2.3 布风室 1套 2.4 高压风机 ~1000Nm3/h 1台

2.5 引风机 ~1800Nm3/h 1台 3 出灰系统

3.1 旋风1 额定处理量1500Nm3/h 1个 3.2 旋风2 额定处理量1500Nm3/h 1个 3.3 小灰仓 2个 3.4 关风器 12L/min 2个 3.5 出灰绞龙 1套

3.6 排渣绞龙 1套 4 净化系统

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4.1 竖管冷却器 1台 4.2 水膜除尘器 2台 4.3 文丘里 1台 4.4 湍流除尘器 1台 4.5 喷淋塔 1台 4.6 旋转式气液分离器

额定处理量1500Nm 3 /h

1台 4.7 限压器 3000Pa 1台 4.8 稳压器 1台 4.9 集液器 1台 4.10 机前气液分离器

1台 4.11 水泵 3台 4.12 水冷却器 1台 5 控制系统

5.1 监控装置 温度、压力、电流、电压、

料位

1套 5.2 变频器 2台 5.3 工控电脑 1套 5.4 防爆装置 3000Pa 1台 5.5 报警装置 当系统异常时，发出警报 1套

6 内燃发电机组

6.1 内燃机 8缸300机型 1台 6.2 发电机 500KW,50Hz

1台 6.3 公共底座 1台 6.4 水泵 ~100Nm 3/h 2台 6.5 水冷却器 ~100Nm 3/h

1台 7

附件和安装辅材 1套

设备总价格：330万。

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附件2：技术规格表

（1）生物质气发电系统运行的工况条件

1.1 系统在下列条件下应能稳定输出额定功率，并能连续工作12h （其中包括过载10％工作1h ）或按用户要求的时间连续运行： 环境压力100KPa 环境温度为25℃ 相对湿度为30%

1.2系统在下列环境条件下应能稳定、可靠、连续地运行： 海拔不超过2000m 环境温度 -20℃—40℃ 空气相对湿度不大于90%（20℃）

1.3.发电机组只适宜在室内或具有能避免日晒雨淋的场合使用。 1.4系统不适宜在空气中带有导电尘埃、腐蚀性化学气体的场合下使用。 1.5水质要求：

系统用水选用清洁水，不得含有腐蚀性的化合物，如氯化物、硫酸盐或酸等。其主要指标要求如下：

（1） 总硬度（CaCO3） ≤100ppm （2） PH 值 7～8.5 （3） 氯离子含量 <150mg/L 1.6生物质原料条件

原料为生物质，含水量<15%，无霉变，热值不低于3200 kcal/kg ，无金属杂物，灰尘含量<5%。 （2）气化净化系统参数

项 目 规 格 数 据 备注

进料量 750 kg/h 原料缓冲时间 >25 min 调节方式 变频调节 加 料 系 统

调节范围 400~1000 kg/h

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输送方式 提升机+螺旋 额定气体产量 1500 Nm 3/h 气化炉启动方式 柴油燃烧机点火

气化炉启动时间 <45 min 气化炉运行温度 650~800 ℃ 气化炉运行压力

‐3000 Pa~+ 500Pa 产气率 1.9~2.3 Nm 3/kg 燃气热值 900~1250 kcal/Nm 3

出灰方式 螺旋出灰 出灰量 <500 kg/h 气化炉本体外壳材质 碳钢Q235A

气化炉内衬 硅酸铝纤维毡+耐火保温砖 气 化 系 统

布风板材质 不锈钢304

燃气处理量 额定处理量1500Nm 3/h

水流量 ≤150 m 3/h 运行状态 负压 压降 <5000 Pa 密封方式 水

封 水压 ≤0.3 MPa 净 化 系 统

水温 ~50℃ 系统控制方式

计算机软操作+手动备用 装机功率 ~50 kw

实际运行小于装机功率

备注：本系统为非标产品，最终发货时参数略有变化，以最终发货参数为准。 (3)发电机组技术参数表 项 目

规 格 数 据 型 号

8300D/M 型 式

直列、水冷、四冲程、火花塞点火、开式燃烧室，非增 压

气缸数 8 气缸直径 (mm) 300 活塞总排量 (L) 161 活塞行程 (mm) 380 额定转速 (r/min) 600 额定功率 (kW) 500 额定负荷热耗率(MJ/kW·h) 10.5～11.5 发 动 机

旋转方向（自飞轮端视） 顺时针

德博科技 启动方式 压缩空气

排气温度 (℃)

≤600 燃气气源压力（kPa） ≥2.5 燃气进机温度（℃） ≤40 机油消耗率（g/kW·h） ≤1.0 型 号

500GFM 额定功率（kW）) 500 电压（V） 400 电流（A） 541 功率因子（COSΦ） 0.8（滞后）

励磁方式 无刷 相数及接法

三相四线 电压稳态调速率（%） ±2.5 电压瞬态调速率（%） ±20 电压稳定时间 （s） ≤5 电压波动率 （%） ≤1

频率稳态调速率（%） ≤5（0～5可调）

频率瞬态调速率（%） -20～+12 频率稳定时间 （s） ≤10 发 电 机 组

外形尺寸（长×宽×高）（mm） 8200×2860×3000