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美国在生物质利用方面处于世界领先地位。据报道,美国有350 多座生物质发电站,主要分布在纸浆、纸产品加工厂和其它林产品加工厂,这些工厂大都位于郊区。发电装机总容量达700 MW ,提供了大约6. 6 万个工作岗位。据有关科学家预测,到2010 年,生物质发电将达到13 000 MW 装机容量,届时有16. 2 万hm2 的能源农作物和生物质剩余物作为气化发电的原料,同时可安排17 万多就业人员。
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20 世纪70 年代研究开发了颗粒成型燃料,该技术在美国、加拿大、日本等国得到推广应用。并研究开发了专门使用颗粒成型燃料的炉灶,用于家庭或暖房取暖。在北美有50 万户以上家庭使用这种专用取暖炉。美国的颗粒成型燃料,年产量达80 万t 。24508
奥地利成功地推行建立燃烧木质能源的区域供电计划,目前已有八九十个容量为1 000～2 000 kW的区域供热站,年供热10 ×109 MJ 。加拿大有12 个实验室和大学开展了生物质的气化技术研究。1998年8 月发布了由Freel 和Barry A 申请的生物质循环流化床快速热解技术和设备。瑞典和丹麦正在实行利用生物质进行热电联产的计划,使生物质能在提供高品位电能的同时,满足供热的要求。1999 年,瑞典地区供热和热电联产所消耗的能源中,26 %是生物质能。加拿大用木质原料生产的乙醇产量为每年17 万t 。比利时每年以甘蔗渣为原料制取的乙醇量达3. 2 万t 以上。美国每年以农村生物质和玉米为原料生产乙醇约450 万t ,计划到2010 年,可再生的生物质可提供约5 300 万t 乙醇。论文网
日本从20 世纪40 年代开始了生物质成型技术研究,开发出单头、多头螺杆挤压成型机,生产棒状成型燃料。其年生产量达25 万t 左右。欧美等发达国家的科研人员在催化气化方面也作出了大量的研究开发工作,在生物质转化过程中,应用催化剂,旨在降低反应活化能,改变生物质热分解进程,分解气化副产物焦油成为小分子的可燃气体,增加煤气产量,提高气体热值,降低气化反应温度,提高反应速率和调整气体组成,以便进一步加工制取甲醇和合成氨。研究范围涉及到催化剂的选择,气化条件的优化和气化反应装置的适应性等方面,并已在工业生产装置中得到应用。
国内研究现状
我国生物质能的应用技术研究,从20 世纪80 年代以来一直受到政府和科技人员的重视。国家“751五”计划就开始设立研究课题,进行重点攻关,主要在气化、固化、热解和液化等方面开展研究开发工作。生物质气化技术的研究在我国发展较快。利用农林生物质原料进行热解气化反应,产生的木煤气供居民生活用气、供热和发电方面。中国林业科学研究院林产化学工业研究所从20 世纪80 年代初期开始研究开发木质原料和农业剩余物的气化和成型技术。先后承担了国家、部、省级重点项目和国际合作项目近10 项,研究开发了以林业剩余物为原料的上吸式气化炉,已先后在黑龙江、福建等建成工业化装置,气化炉的最大生产能力达6.3×106kJ / h (消耗木片量为300 kg/ h) 。产生的木煤气作为集中供热和居民家庭用气燃料,从原料计算气化热效率达到70 %以上。同时在出热量达4. 18×104kJ/h 的中试装置中,进行了气化发电试验研究,电的转化率为13 %左右。最近在江苏省研究开发以木屑、稻壳、稻草和麦草为原料,应用内循环流化床气化系统,并研究应用催化剂和富氧气化技术产生接近中热值煤气,供乡镇居民使用的集中供气系统[7 ] ,气体热值为7000kJ / Nm3 左右,较同类生物质气化的热值提高了近30 % ,气化热效率达70 %以上。山东省能源研究所研究开发了下吸式气化炉,主要适用硬秸杆类农业剩余物的气化。从20 世纪90 年代开始,在农村居民集中居住地区得到较好的推广应用,已形成产业化规模。国内有数十家单位从事同类技术的研究开发,目前全国已建立300 余个秸杆气化集中供气系统。气体热值一般在5000kJ / Nm3 ,气化转化率达70 %以上。