基于秸秆自然腐解基准线的秸秆热解气化工程生态价值量估算方法研究
发布时间：2022-01-02 20:23
秸秆作为一种特殊的生物质资源,“用则利,弃则害”。秸秆热解气化工程项目既实现了生物质秸秆的资源价值,产物“气、炭、油、液”利用在环境效益方面的禀赋也得到充分实现。准确估算秸秆热解气化工程的生态价值量,提供系统全面的定量评价指标体系与计算方法,是有效推动农业绿色发展的重要科学依据。于此同时,对合理、高效、低碳、高值利用秸秆资源具有重要实践意义,有利于秸秆综合利用的生态价值实现最大化。本研究基于生态价值理论中的成本法理论,按照“项目温室气体净减排量→生态效益货币价值化→生态价值量”3个步骤,依次系统地进行秸秆热解气化工程生态价值量估算方法研究。首先,利用“秸秆热解气化工程项目净减排=基准线排放量（秸秆露天堆放排放+秸秆燃气利用替代减排（供暖/发电）+秸秆生物炭产热利用替代减排/秸秆生物炭还田固碳减排）-秸秆热解气化过程能耗增量排放-项目产品使用排放”的总公式,构建起秸秆热解气化项目温室气体净减排量的系统估算方法、计算公式与计算所需参数。在方法构建过程中,选取LCA法计量秸秆热解气化工程项目的净减排量。而后,借助二氧化碳影子价格将净减排量进行货币化,得到工程生态价值。本研究在方法构建的同时,...
【文章来源】：中国农业科学院北京市
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
成可燃气、木醋液、木焦油和灰烬的热化学过程。热解和气化在反应过程和反应产物等方面有诸多相同之处，在此，本文将两者结合对秸秆热解气化作如下定义：秸秆热解气化是指在绝氧或缺氧条件下，利用专用设备，使秸秆在高温下分解，最终转化为可燃气、木醋液、木焦油、生物炭或灰烬的热化学过程。秸秆热解气化技术体系是指以生产流程为框架，以各类工程产品为研究对象，研究秸秆资源转换至不同产品所采用的热解气化原理、设备装置、反应条件等特定结构组合相互联系的统一体。在本文中，主要以气化过程中有无通入介质进行划分，如图2-1所示。在本章中，主要介绍了目前应用较为广泛的秸秆空气气化工艺、秸秆热解炭气油联产工艺以及秸秆干馏热解炭气联产工艺。图2-1秸秆热解气化技术体系分类图Fig.2-1Classificationdiagramofstrawpyrolysisandgasificationtechnologysystem2.1.1秸秆空气气化工艺秸秆空气气化工艺是指在反应器（气化炉）中通入部分空气，以空气作为气化剂，使秸秆发
秸秆热解气化工程发展现状1145%、10%～15%、5%～10%、5%～10%、30%～35%（林青山，2014b）。当前，以玉米秸秆为原料，采用连续热解工艺制气所得热解气热值可达15～20MJ/m3（丛宏斌等，2017）。2.1.3秸秆干馏热解炭气联产工艺秸秆干馏热解炭工艺是指在绝氧条件下，利用干馏装置（干馏釜），通过间接加热使秸秆发生分解，秸秆中的碳水化合物基于一系列热化学反应转化为可燃气体、生物炭等。其中，工艺产品焦油可以通过二次热解进行分解，生产终端不再产生焦油与木醋液，主要产品为高热值秸秆可燃气体与高品质秸秆生物炭，如图2-2所示。该工艺主要用以生产较高品质燃气与生物炭。秸秆干馏热解炭气联产工艺采用成型秸秆作为原料。生产过程主要采用间歇序批式操作进料。该工艺对秸秆预处理有一定的要求。其中，间歇序批式进料生产方式无法进行连续作业，难以实现规模化生产。与空气气化工艺相似，秸秆原料依次经过干馏装置完成干燥、热解、氧化、还原等生产步骤。与空气气化工艺不同，干馏工艺中的化学反应在无氧条件下进行，在氧化阶段不发生燃烧反应，主要通过外加热使秸秆生物质氧化分解。图2-2秸秆干馏热解炭气联产工艺过程示意图Fig.2-2Schematicdiagramoftheprocessofstrawdistillationandpyrolysiscarbonandgasco-production2.1.4三大工艺主要技术特点在过去，秸秆空气气化工艺以空气作为气化剂进行生产作业，所得主要产品仅为可燃气体，气体热值偏低，且由于焦油含量高，易造成燃气管道堵塞，影响气体品质，不利于工程项目的长期运行与发展。早期，秸秆干馏热解以釜式间歇干馏为主，该工艺将成型秸秆原料投入釜中，大多采用间歇操作，无法实现连续生产，难以获取规模效益，严重制约其商业化推广与发展。因此，在综合分析考量上述两种工艺优
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于多尺度集成模型预测碳交易价格——以广州碳排放交易中心为例[J]. 闫梦,王聪. 技术经济与管理研究. 2020(05)
[2]有机物料还田对双季稻田土壤有机碳及其活性组分的影响[J]. 魏夏新,熊俊芬,李涛,文炯,曾希柏,余德海. 应用生态学报. 2020(07)
[3]低碳经济战略视角下碳排放交易市场研究[J]. 李丰. 四川轻化工大学学报(社会科学版). 2020(02)
[4]秸秆直接还田和炭化还田对红壤酸度、养分和交换性能的动态影响[J]. 杨彩迪,卢升高. 环境科学. 2020(09)
[5]玉米秸秆生物炭和碳骨架的制备及对农田土壤CO2排放的影响[J]. 牛淑娟,王朝旭,贺国华,曹渺,张浩,覃存立,张峰,崔建国,李红艳. 生态与农村环境学报. 2020(01)
[6]价格视角下完善我国碳排放权市场的对策[J]. 陈娜,连楠楠. 上海市经济管理干部学院学报. 2020(01)
[7]不同温度制备的水稻秸秆生物炭对稻田土壤固碳减排及微生物群落结构的影响[J]. 张晟,张徐洁,赵远,张玉虎,胡茜,荆玉林,符菁. 江苏农业学报. 2019(05)
[8]自然资源资产生态价值计量:理论与案例[J]. 罗华伟,姜雅勤. 会计之友. 2019(22)
[9]生物炭和秸秆还田对干旱区玉米农田土壤温室气体通量的影响[J]. 程功,刘廷玺,李东方,段利民,王冠丽. 中国生态农业学报(中英文). 2019(07)
[10]基于资本资产定价模型的森林资源资产评估基准折现率测算[J]. 董敏,陈平留,张国防. 资源科学. 2019(03)
博士论文
[1]中国几种主要能源温室气体排放系数的比较评价研究[D]. 马忠海.中国原子能科学研究院 2002
硕士论文
[1]中国农作物秸秆露天燃烧排放大气污染物的实验室模拟[D]. 孙剑峰.山东大学 2016
[2]氮肥配施生物炭对稻麦轮作稻田土壤剖面CH4和N2O分布与扩散的影响[D]. 周自强.南京农业大学 2016
[3]秸秆还田下减施氮肥对麦田碳、氮、水利用及生态服务价值的影响[D]. 马守田.河南师范大学 2015
[4]高温炭床对生物质热解焦油的催化性能研究[D]. 林青山.北京化工大学 2014
[5]秸秆气化集中供气工程技术经济分析[D]. 王红彦.中国农业科学院 2012
[6]关于秸秆还田碳汇补偿机制的研究[D]. 程红.西北农林科技大学 2012
[7]固定床中生物质气化过程研究[D]. 毛燕东.天津大学 2008
本文编号：3564832
【文章来源】：中国农业科学院北京市
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线图
成可燃气、木醋液、木焦油和灰烬的热化学过程。热解和气化在反应过程和反应产物等方面有诸多相同之处，在此，本文将两者结合对秸秆热解气化作如下定义：秸秆热解气化是指在绝氧或缺氧条件下，利用专用设备，使秸秆在高温下分解，最终转化为可燃气、木醋液、木焦油、生物炭或灰烬的热化学过程。秸秆热解气化技术体系是指以生产流程为框架，以各类工程产品为研究对象，研究秸秆资源转换至不同产品所采用的热解气化原理、设备装置、反应条件等特定结构组合相互联系的统一体。在本文中，主要以气化过程中有无通入介质进行划分，如图2-1所示。在本章中，主要介绍了目前应用较为广泛的秸秆空气气化工艺、秸秆热解炭气油联产工艺以及秸秆干馏热解炭气联产工艺。图2-1秸秆热解气化技术体系分类图Fig.2-1Classificationdiagramofstrawpyrolysisandgasificationtechnologysystem2.1.1秸秆空气气化工艺秸秆空气气化工艺是指在反应器（气化炉）中通入部分空气，以空气作为气化剂，使秸秆发
秸秆热解气化工程发展现状1145%、10%～15%、5%～10%、5%～10%、30%～35%（林青山，2014b）。当前，以玉米秸秆为原料，采用连续热解工艺制气所得热解气热值可达15～20MJ/m3（丛宏斌等，2017）。2.1.3秸秆干馏热解炭气联产工艺秸秆干馏热解炭工艺是指在绝氧条件下，利用干馏装置（干馏釜），通过间接加热使秸秆发生分解，秸秆中的碳水化合物基于一系列热化学反应转化为可燃气体、生物炭等。其中，工艺产品焦油可以通过二次热解进行分解，生产终端不再产生焦油与木醋液，主要产品为高热值秸秆可燃气体与高品质秸秆生物炭，如图2-2所示。该工艺主要用以生产较高品质燃气与生物炭。秸秆干馏热解炭气联产工艺采用成型秸秆作为原料。生产过程主要采用间歇序批式操作进料。该工艺对秸秆预处理有一定的要求。其中，间歇序批式进料生产方式无法进行连续作业，难以实现规模化生产。与空气气化工艺相似，秸秆原料依次经过干馏装置完成干燥、热解、氧化、还原等生产步骤。与空气气化工艺不同，干馏工艺中的化学反应在无氧条件下进行，在氧化阶段不发生燃烧反应，主要通过外加热使秸秆生物质氧化分解。图2-2秸秆干馏热解炭气联产工艺过程示意图Fig.2-2Schematicdiagramoftheprocessofstrawdistillationandpyrolysiscarbonandgasco-production2.1.4三大工艺主要技术特点在过去，秸秆空气气化工艺以空气作为气化剂进行生产作业，所得主要产品仅为可燃气体，气体热值偏低，且由于焦油含量高，易造成燃气管道堵塞，影响气体品质，不利于工程项目的长期运行与发展。早期，秸秆干馏热解以釜式间歇干馏为主，该工艺将成型秸秆原料投入釜中，大多采用间歇操作，无法实现连续生产，难以获取规模效益，严重制约其商业化推广与发展。因此，在综合分析考量上述两种工艺优
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于多尺度集成模型预测碳交易价格——以广州碳排放交易中心为例[J]. 闫梦,王聪. 技术经济与管理研究. 2020(05)
[2]有机物料还田对双季稻田土壤有机碳及其活性组分的影响[J]. 魏夏新,熊俊芬,李涛,文炯,曾希柏,余德海. 应用生态学报. 2020(07)
[3]低碳经济战略视角下碳排放交易市场研究[J]. 李丰. 四川轻化工大学学报(社会科学版). 2020(02)
[4]秸秆直接还田和炭化还田对红壤酸度、养分和交换性能的动态影响[J]. 杨彩迪,卢升高. 环境科学. 2020(09)
[5]玉米秸秆生物炭和碳骨架的制备及对农田土壤CO2排放的影响[J]. 牛淑娟,王朝旭,贺国华,曹渺,张浩,覃存立,张峰,崔建国,李红艳. 生态与农村环境学报. 2020(01)
[6]价格视角下完善我国碳排放权市场的对策[J]. 陈娜,连楠楠. 上海市经济管理干部学院学报. 2020(01)
[7]不同温度制备的水稻秸秆生物炭对稻田土壤固碳减排及微生物群落结构的影响[J]. 张晟,张徐洁,赵远,张玉虎,胡茜,荆玉林,符菁. 江苏农业学报. 2019(05)
[8]自然资源资产生态价值计量:理论与案例[J]. 罗华伟,姜雅勤. 会计之友. 2019(22)
[9]生物炭和秸秆还田对干旱区玉米农田土壤温室气体通量的影响[J]. 程功,刘廷玺,李东方,段利民,王冠丽. 中国生态农业学报(中英文). 2019(07)
[10]基于资本资产定价模型的森林资源资产评估基准折现率测算[J]. 董敏,陈平留,张国防. 资源科学. 2019(03)
博士论文
[1]中国几种主要能源温室气体排放系数的比较评价研究[D]. 马忠海.中国原子能科学研究院 2002
硕士论文
[1]中国农作物秸秆露天燃烧排放大气污染物的实验室模拟[D]. 孙剑峰.山东大学 2016
[2]氮肥配施生物炭对稻麦轮作稻田土壤剖面CH4和N2O分布与扩散的影响[D]. 周自强.南京农业大学 2016
[3]秸秆还田下减施氮肥对麦田碳、氮、水利用及生态服务价值的影响[D]. 马守田.河南师范大学 2015
[4]高温炭床对生物质热解焦油的催化性能研究[D]. 林青山.北京化工大学 2014
[5]秸秆气化集中供气工程技术经济分析[D]. 王红彦.中国农业科学院 2012
[6]关于秸秆还田碳汇补偿机制的研究[D]. 程红.西北农林科技大学 2012
[7]固定床中生物质气化过程研究[D]. 毛燕东.天津大学 2008
本文编号：3564832
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