成果信息

秸秆类生物资源能源密度较低，规模化收集利用困难，分布式能源供给系统是发展生物质能源的重要途径。项目将生物质能利用技术与分布式热电冷联供技术有机结合，建立分布式生物质能源系统，对生物质燃气清洁燃烧、内燃发电技术以及低温余热制冷等梯级利用关键难题进行研究，实现能量温度对口，梯级利用，显著提高了能源系统综合利用效率。其技术特点： （1）利用生物质气化系统、低热值燃气内燃机发电系统以及溴化锂余热吸收式制冷系统的有机整合，将生物质原料转化为电能、热能和冷能等高品质清洁能源。该项技术解决了常规生物质能利用方式存在的能源综合效率低的问题，实现了能源温度对口，梯级利用，大大提高生物质能系统的综合利用效率，将生物质能的利用技术提升到一定的高度。 （2）通过对催化剂的催化裂解反应动力学研究与化学渗透机理研究的有机结合，研制能耗低、催化裂解效率高的催化裂解技术，将出炉燃气焦油含量控制在燃气内燃机气质要求范围内，解决了焦油含量高而引起的燃气内燃机气缸积碳和设备堵塞问题，同时将燃气净化的污染问题降到最低。 （3）利用三维瞬态模拟技术研究生物质燃气在气缸内的燃烧过程，用于指导生物质燃气发动机的设计，为发动机配气机构、燃烧系统等提供优化方案，以开发适用于低热值生物质燃气内燃机的燃气/空气预混技术、快速点火燃烧技术，提高内燃机的效率，该技术大大缩短了研发周期并降低研究成本，可广泛应用于内燃机优化设计。 （4）采用湍流振荡换热技术，对制冷系统发生器内强化传热管束的布置方式进行了多组合配置试验，经试验获得适合生物质燃气的内燃机排烟余热最佳吸收效果的布置方式，使中低温排烟余热的利用效率大大提升。 其主要技术指标： （1）生物质气化机组气化效率大于75％。 （2）燃气中焦油灰尘含量小于10mg/Nm3。 （3）热电冷联供系统能量综合利用效率达70～80％。 （4）热电冷联供系统故障率小于10％，停机率小于10％。 （5）发电系统长期运行平均负荷达设计值的85％。 （6）系统NOx排放量小于70ppm。 )

背景介绍

21世纪的人类面临着能源与环境的双重压力，生物质气具有可再生、储量丰富、分布范围广、清洁环保等突出特点，已逐渐成为一种具有很大发展潜力的新能源。而冷热电联供系统作为一种分布式供能系统，采用能量梯级利用原理，将供热、制冷和发电结合在一起，实现了能源高效利用。生物质气与冷热电联供系统的结合，提高了能源利用率和经济性，实现废物利用，减轻坏境污染。生物质气化冷热电联供是分布式能源的重要发展方向之一，可实现能量的梯级利用、缓解化石能源短缺、减少污染排放，极大的提高社会经济效益及能源利用效率。)

应用前景

该系统适合于生物质资源产量丰富的广大农村和城郊地区，为当地居民区提供日常生产、生活所需的电能、热能和冷能，同时实现了二氧化碳的零排放以及二氧化硫的减排，并为缓解国内区域性能源紧张发挥重要的补充作用，环境和社会效益显著，必将拥有更加广阔的市场空间和产业化前景。)