科技助推生物質資源循環利用見成效

本報記者李慶國

從2014年初開始，北京市科委結合國家與北京市對生物質資源化利用與汙染防治的實際需求，針對生物質氣化處理設施運行所存在的焦油含量高、燃氣品質差、二次汙染等問題，實施了「生物氣化原位脫焦關鍵技術研發與示範」課題，開展了清潔轉化利用領域關鍵技術的研發和工藝優化，並取得了重大突破。

該課題基於生物質氣化燃氣的理化特徵和工程處理特性，從焦油去除、能量回收為核心的燃氣段自熱式焦油催化裂解攻克脫除技術難關，重點突破了高溫燃氣原位自熱式焦油催化裂解工藝機理與方法，確定了工藝參數與結構設計，開發出一體化自熱式催化裂解裝備與高效低成本催化劑，在京郊進行了全系統工程應用示範，從而有效解決了生物質氣化產生的焦油含量過高等系列問題，對促進生物質資源的可持續資源化利用具有重要意義。

該課題從結構化催化劑的研發、生物質熱解氣前處理工藝、焦油脫除反應器設計與工程應用示範四個方面逐級展開，取得了以下主要成果：一是選用整體式結構化催化劑，將垂直的金屬板波紋或絲網波紋片與獨立的多孔催化劑捆包交錯排列，組成盤狀分離與反應複合功能的結構化催化劑，使分離區與反應區所佔比例可調，實現壓降大幅度降低、通量大、傳遞性能好，且易於工業放大；二是抓住高溫陶瓷過濾器過濾材質與製備方式、組裝結構和過濾方式等諸多影響過濾性能的主要因素，針對高溫陶瓷纖維長徑比、膜組分配比、料漿濃度和粘度、膜層氣孔率、膜層孔徑確定和膜層厚度控制開展製備方式以及過濾元件結構設計等關鍵技術的研究，取得可喜進展；三是圍繞設備研發中預處理淨化裝置的組裝和高效焦油催化裂解反應器的組裝，以及自熱式複合型高效焦油催化裂解一體化裝備的整體組裝、優化，開展了大量卓有成效的研發工作；四是對原有生物質氣化燃氣工程進行了優化改建，重點實施了生物燃氣的深度脫焦除塵一體化示範工程，形成標準化設計圖紙和作業指南。