導(dǎo)言

2025年10月初，全球最大綠色甲醇生產(chǎn)項(xiàng)目——金風(fēng)科技興安盟綠氫制綠色甲醇項(xiàng)目順利完成氣化爐工藝驗(yàn)證，標(biāo)志著我國在生物質(zhì)氣化制綠色甲醇領(lǐng)域取得了關(guān)鍵性技術(shù)突破。

電氣吉林洮南綠色甲醇項(xiàng)目采用加壓流化床氣化工藝后，金風(fēng)綠色甲醇項(xiàng)目進(jìn)一步驗(yàn)證了氣流床氣化爐 “復(fù)朋爐”在生物 質(zhì)甲醇 規(guī)模 化 生產(chǎn)中 的可行性。

金風(fēng)項(xiàng)目原計(jì)劃的綠色甲醇產(chǎn)能是“一期25萬噸+二期25萬噸”，2025年7月備案變更綠色甲醇規(guī)模為“一期25萬噸+二期60萬噸”。目前，一期使用“復(fù)朋爐”單爐（一開不備）實(shí)現(xiàn)年產(chǎn)25萬噸綠色甲醇產(chǎn)能，現(xiàn)場還有兩臺(tái)已安裝完成的澤瑪克固定床熔渣氣化爐（單臺(tái)10萬噸/年甲醇產(chǎn)能）。金風(fēng)已與興安盟行政公署簽署了二期、三期項(xiàng)目投資協(xié)議，規(guī)劃一二三期總產(chǎn)能合計(jì)145萬噸/年。馬士基、赫伯羅特等航運(yùn)企業(yè)已與金風(fēng)科技簽訂采購協(xié)議。

金風(fēng)項(xiàng)目自2023年立項(xiàng)，同年，國際海事組織（IMO）修訂了較2018年更為嚴(yán)格的《船舶溫室氣體減排戰(zhàn)略》，推動(dòng)全球航運(yùn)業(yè)對(duì)低碳航運(yùn)燃料（以綠氨、綠色甲醇、LNG為主）的關(guān)注。作為綠色甲醇的兩大生產(chǎn)方向——生物質(zhì)甲醇與電子甲醇走上國際航運(yùn)業(yè)的減碳舞臺(tái)。我國生物質(zhì)資源豐富，能為綠色甲醇產(chǎn)業(yè)提供充足原料保障，國內(nèi)裝備企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)近年相繼入局生物質(zhì)氣化技術(shù)研發(fā)，一批中試及產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目密集落地。

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三大生物質(zhì)氣化爐型中試及產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展

生物質(zhì)氣化技術(shù)由煤化工成熟的煤氣化技術(shù)遷移而來，氣化技術(shù)的核心裝備是氣化爐。氣化爐將生物質(zhì)（如秸稈、農(nóng)業(yè)廢棄物等）氣化為以一氧化碳、氫氣、二氧化碳、甲烷為主要成分的合成氣，合成氣經(jīng)多級(jí)處理后用于甲醇合成。氣化爐按爐型可分為：固定床氣化爐、流化床氣化爐、氣流床氣化爐三大主流路線。簡單定性地講：

• 固定床氣化爐：結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)行穩(wěn)定，適用于塊狀或成型顆粒原料。碳轉(zhuǎn)化率略低，焦油含量高，適合中小規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。

• 流化床氣化爐：傳熱效率高，適應(yīng)多種粒徑生物質(zhì)。產(chǎn)氣質(zhì)量較好，焦油控制較為關(guān)鍵，適合中等規(guī)模工業(yè)化裝置。

• 氣流床氣化爐：反應(yīng)溫度高，適用于粉狀生物質(zhì)?？色@得低焦油、高純度合成氣，碳轉(zhuǎn)化率高，適合大型綠色甲醇項(xiàng)目。

目前，三種爐型均有在生物質(zhì)氣化領(lǐng)域的中試及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用案例。本文梳理了生物質(zhì)氣化爐目前的中試及產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展。

表1 國內(nèi)生物質(zhì)氣化爐中試及產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展

氣化爐類型

設(shè)備供應(yīng)方

設(shè)備投用項(xiàng)目

項(xiàng)目進(jìn)展

項(xiàng)目簡介

固定床

澤瑪克固定床熔渣氣化爐

澤瑪克（上海）環(huán)保能源科技有限公司

金風(fēng)科技興安盟風(fēng)電耦合制50萬噸綠色甲醇項(xiàng)目

項(xiàng)目現(xiàn)場已完成安裝

金風(fēng)科技綠色甲醇項(xiàng)目選擇了復(fù)朋爐（25萬噸/年甲醇）+澤瑪克固定床熔渣氣化爐（2臺(tái)，單臺(tái)10萬噸甲醇/年）。

兩臺(tái)氣化爐內(nèi)徑3.6米，設(shè)計(jì)壓力30公斤，使用生物質(zhì)顆粒料（玉米秸稈顆粒料）經(jīng)氣化+POX、變換、甲醇合成等技術(shù)耦合綠氫生產(chǎn)綠色甲醇。

流化床

上海電氣純氧加壓流化床

上海鍋爐廠有限公司

（上海電氣全資）

洮南市風(fēng)電耦合生物質(zhì)綠色甲醇一體化示范項(xiàng)目

完成連續(xù)運(yùn)行考核（168小時(shí)滿負(fù)荷連續(xù)運(yùn)行考核）

一期年產(chǎn)5萬噸綠色甲醇項(xiàng)目已投產(chǎn)。全球首套300噸/天大容量純氧加壓流化床生物質(zhì)氣化裝置，結(jié)合高溫?zé)徂D(zhuǎn)化工藝技術(shù)，直接采用原生生物質(zhì)成型后投料，無需額外熱源脫水/炭化處理；粗合成氣中有效氣（CO+H2）達(dá)到~70%；碳轉(zhuǎn)化率達(dá)98%以上；粗合成氣中甲烷含量可控制在~2%；粗合成氣中輕油含量降低至500mg/Nm3以下。

SUGET爐

上海浦合綠碳清潔能源科技有限公司

（隆基綠能、香港中華煤氣、江蘇中圣、江蘇焱鑫、上海浦名合資）

純氧加壓流化床生物質(zhì)氣化中試裝置

中試驗(yàn)證成功

（兩輪不同氣化壓力、不同投料量實(shí)驗(yàn)，每輪連續(xù)運(yùn)行7天）

設(shè)計(jì)入爐生物質(zhì)50-100噸/天，氣化壓力1.0-2.0MPaG，碳轉(zhuǎn)化率95%-98%。可直接進(jìn)料生物質(zhì)顆粒，沙柳、玉米秸稈氣化溫度分別達(dá)950℃、900℃；焦油量極低。

此技術(shù)用于許昌隆基生物的襄城12萬噸/年綠色甲醇項(xiàng)目。

生物質(zhì)雙流化床化學(xué)鏈氣化技術(shù)

中國科學(xué)院青島生物能源與過程研究所、廣東液態(tài)陽光綠色能源股份有限公司

千噸/年級(jí)生物質(zhì)雙流化床化學(xué)鏈氣化工藝全流程中試裝置

完成現(xiàn)場行考核

（72小時(shí)）

中試裝置經(jīng)72小時(shí)現(xiàn)場考核，以桉樹加工廢棄物壓縮成型顆粒為原料，各項(xiàng)指標(biāo)優(yōu)異。經(jīng)中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會(huì)組織專家評(píng)價(jià)，總體達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

此技術(shù)簽約廣西田東縣建設(shè)的15萬噸/年生物質(zhì)綠色甲醇工業(yè)示范項(xiàng)目。

康泰斯生物質(zhì)加壓純氧鼓泡式流化床氣化爐

阜陽康泰斯生物工程技術(shù)有限公司

40t/d生物質(zhì)流化床氣化中試試驗(yàn)裝置

中試平臺(tái)調(diào)試中

25年7月，阜陽康泰斯生物工程技術(shù)有限公司生物質(zhì)流化床氣化爐一次吊裝成功。中試裝置處理能力為30噸每天生物質(zhì)顆粒物，中試時(shí)間約2000h。

該技術(shù)簽約阜陽市年產(chǎn)20萬噸綠色甲醇項(xiàng)目。一期為該中試裝置，二期為年產(chǎn)20萬噸綠色甲醇生產(chǎn)基地。

中船七一一生物質(zhì)循環(huán)流化床氣化爐

中國船舶集團(tuán)有限公司第七一一研究所

4.2 t/h生物質(zhì)循環(huán)流化床氣化中試裝置

22年中試裝置建設(shè)完成，未獲取到24年技改結(jié)果

2022年在安徽阜南建成了中試裝置，生物質(zhì)消耗量4.2t/h，制氣量8500m3/h，熱值1200 kcal/m3，轉(zhuǎn)化熱效率達(dá)90%。該流化床相比其他床型無須制粒、壓塊，可適用于秸稈、稻殼、木質(zhì)料等，燃料適應(yīng)性廣，熱效率高，經(jīng)濟(jì)性好。

24年提出開展生物質(zhì)純氧氣化改造，擬采用秸稈生物質(zhì)、氧氣+水蒸氣氣化劑，通過非催化部分氧化技術(shù)將粗合成氣中的微量焦油、CH4轉(zhuǎn)化為H2和CO有效氣。

東華爐

中國化學(xué)東華工程科技股份有限公司

生物質(zhì)氣化中試開發(fā)項(xiàng)目

項(xiàng)目中交，轉(zhuǎn)入調(diào)試試生產(chǎn)階段

25年10月東華生物質(zhì)氣化中試開發(fā)項(xiàng)目中交，標(biāo)志著項(xiàng)目由建設(shè)階段全面轉(zhuǎn)入設(shè)備調(diào)試和試生產(chǎn)準(zhǔn)備階段，為后續(xù)投料試車奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

氣流床

復(fù)朋爐

北京復(fù)朋科技有限公司

（清創(chuàng)晉華持股）

金風(fēng)科技興安盟風(fēng)電耦合制50萬噸綠色甲醇項(xiàng)目

一期氣化爐工藝驗(yàn)證已完成

可使用未經(jīng)烘焙的原生態(tài)玉米秸稈顆粒通過破碎制粉后送入氣化爐中反應(yīng)。氣化壓力達(dá)到3.0MPaG、總氣量達(dá)到70000Nm3/h（CO+H?），采用水冷壁兩段式反應(yīng)氣化爐，實(shí)現(xiàn)了高碳轉(zhuǎn)化率、低廢水排放，并有效避免堿金屬和氯離子腐蝕。

煤科爐

中國煤科煤科院、中煤鄂爾多斯能源化工有限公司

100t/d生物質(zhì)（50t/d低階煤）的加壓中試系統(tǒng)

中試驗(yàn)證成功

（72小時(shí)運(yùn)行考核驗(yàn)證）

原料牛糞灰分40%-60%、水分20%-30%、熱值1500-2000kcal/kg的嚴(yán)苛條件下，實(shí)現(xiàn)了以牛糞為原料的連續(xù)穩(wěn)定氣化，系統(tǒng)碳轉(zhuǎn)化率、冷煤氣效率、氣化洗滌水等核心氣化指標(biāo)均達(dá)到國際領(lǐng)先水平。

神寧爐

寧夏神耀科技有限責(zé)任公司

（國家能源集團(tuán)持股）

工業(yè)級(jí)生物質(zhì)氣流床連續(xù)進(jìn)料試燒

成功開展工業(yè)級(jí)連續(xù)試燒任務(wù)

使用由吉電股份提供，經(jīng)過兩段式分級(jí)烘焙技術(shù)處理的生物質(zhì)炭化料，開展工業(yè)級(jí)生物質(zhì)氣流床氣化連續(xù)進(jìn)料的試燒任務(wù)，試燒持續(xù)5天，實(shí)現(xiàn)滿負(fù)荷運(yùn)行。

此技術(shù)中標(biāo)吉電股份梨樹風(fēng)光制綠氫生物質(zhì)耦合綠色甲醇項(xiàng)目氣化工藝包設(shè)計(jì)、設(shè)備采購。

航天爐

航天長征化學(xué)工程股份有限公司

1.0t/h生物質(zhì)炭化制粉氣化一體化中試裝置

中試驗(yàn)證成功

（72小時(shí)運(yùn)行考核驗(yàn)證，累計(jì)運(yùn)行超300小時(shí)）

中試裝置已成功試燒了玉米秸稈、稻殼、灌木、蘆葦、牛糞等多種生物質(zhì)原料。

生物炭（干基）質(zhì)量收率88.8%，生物炭能量收率92.2%；在3.0MPa的氣體壓力下，碳轉(zhuǎn)換率98.6%，有效氣（CO+H2）含量80.6%，冷煤氣效率74.1%，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到或優(yōu)于設(shè)計(jì)值。

東方電氣純氧加壓氣流床

東方電氣（成都）創(chuàng)新研究院有限公司、江西昌昱實(shí)業(yè)有限公司

40t/d生物質(zhì)氣流床加壓氣化關(guān)鍵技術(shù)中試

中試投料運(yùn)行試驗(yàn)一次成功

秸稈、木頭、園林廢棄物等一步法制粉（非烘焙制粉）、水蒸氣純氧加壓氣化。氣流床共性關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)熱態(tài)試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)壓力為1-4MPa，試驗(yàn)溫度為1200-1600℃。有效氣體組分高達(dá)71%，碳轉(zhuǎn)化率99%以上。

資料來源：香橙會(huì)氫能數(shù)據(jù)庫、互聯(lián)網(wǎng)公開資料（如有遺漏歡迎補(bǔ)充）

可以看出，生物質(zhì)氣化技術(shù)多由具備煤氣化經(jīng)驗(yàn)的企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)主導(dǎo)推進(jìn)。

為適配更大規(guī)模的綠色甲醇產(chǎn)能需求，生物質(zhì)氣化爐的中試與產(chǎn)業(yè)化方向正集中于流化床和氣流床兩條路線。固定床因單爐處理規(guī)模偏小，生物質(zhì)中試入局者較少，目前固定床路線由澤瑪克保持領(lǐng)先地位，已有大型項(xiàng)目將其作為產(chǎn)能補(bǔ)充方案（如金風(fēng)綠色甲醇項(xiàng)目）。

值得關(guān)注的是不同氣化爐的生物質(zhì)進(jìn)料適配性。固定床、流化床目前主流的進(jìn)料形態(tài)是壓塊或生物質(zhì)成型顆粒，而氣流床的進(jìn)料形態(tài)比較多樣，展示了各家氣化爐的進(jìn)料特色：復(fù)朋爐的“顆粒制粉直接進(jìn)料”、煤科爐的牛糞連續(xù)進(jìn)料、神寧爐的“兩段式分級(jí)烘焙處理”制炭進(jìn)料、東方電氣的“生物質(zhì)一步法制粉”。不同進(jìn)料形態(tài)就意味著不同的預(yù)處理加工成本、過程能耗、碳排放量，這在規(guī)?；?xiàng)目的經(jīng)濟(jì)賬上會(huì)體現(xiàn)出直觀差異。

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淺析“吃螃蟹”的金風(fēng)項(xiàng)目

金風(fēng)項(xiàng)目作為規(guī)?；G色甲醇項(xiàng)目的標(biāo)桿，其一期氣化爐工藝驗(yàn)證已完成。項(xiàng)目一期采用氣化爐為北京復(fù)朋科技有限公司推出的“復(fù)朋爐”，屬于大型煤化工領(lǐng)域主流的氣流床氣化技術(shù)。

作為生物質(zhì)氣流床規(guī)?；凭G色甲醇的“吃螃蟹”項(xiàng)目，金風(fēng)科技并沒有可復(fù)制的成熟工業(yè)裝置經(jīng)驗(yàn)可循，因此除選擇了產(chǎn)能25萬噸/年綠色甲醇的復(fù)朋爐，還選擇了兩臺(tái)澤瑪克固定床熔渣氣化爐，單臺(tái)10萬噸甲醇/年，及電解水制氫（5萬噸/年甲醇），形成該項(xiàng)目初期計(jì)劃的50萬噸/年綠色甲醇產(chǎn)能規(guī)模（現(xiàn)已調(diào)整為一期25萬噸/年+二期60萬噸/年）。

圖1 左側(cè)為運(yùn)行中的復(fù)朋爐，右側(cè)為建設(shè)中的固定床氣化爐，片來源：復(fù)朋科技官網(wǎng)

根據(jù)備案信息，項(xiàng)目經(jīng)澤瑪克固定床熔渣氣化+POX、變換、甲醇合成等技術(shù)耦合綠氫生產(chǎn)綠色甲醇。

澤瑪克固定床熔渣氣化爐生產(chǎn)的合成氣中甲烷比例較高（如圖2所示），需要使用非催化部分氧化技術(shù)（POX），將甲烷轉(zhuǎn)化為CO、H2等合成氣有效組分，用于后續(xù)甲醇合成。POX技術(shù)會(huì)帶來顯著的氧氣消耗，若外購氧價(jià)較高將增加生產(chǎn)成本并帶來額外碳排放負(fù)擔(dān)，不過其副產(chǎn)蒸汽可用于余熱回收，因此如何在能效、成本與減排之間取得平衡是工藝設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。

圖2 BGL氣化爐商業(yè)化裝置性能-氣體組成，來源：澤瑪克官網(wǎng)-氣化爐介紹材料

據(jù)復(fù)朋科技描述，復(fù)朋科技針對(duì)漿態(tài)進(jìn)料、顆粒進(jìn)料、粉狀進(jìn)料、烘焙粉狀進(jìn)料等進(jìn)行了反復(fù)試驗(yàn)，最終確定了生物質(zhì)破碎成粉狀后，使用氣力輸送這一技術(shù)路線。目前該路線已在金風(fēng)科技?xì)饣b置復(fù)朋爐上得到了驗(yàn)證，證實(shí)了未經(jīng)烘焙的玉米秸稈顆粒料可以破碎后經(jīng)氣力輸送穩(wěn)定地送到氣化爐中反應(yīng)。

生物質(zhì)以何種形態(tài)適配氣流床氣化爐，一直是業(yè)內(nèi)關(guān)注的技術(shù)難點(diǎn)。以工業(yè)運(yùn)行的神府煤為原料的多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化爐為例，使用的80%以上的進(jìn)料顆粒粒徑<100微米，對(duì)含水率也有嚴(yán)格要求。而秸稈等生物質(zhì)富含纖維素、半纖維素和木質(zhì)素，質(zhì)軟且具有韌性、纖維纏結(jié)，破碎難度高于煤，對(duì)磨煤系統(tǒng)及氣化噴嘴均提出更高要求。在此背景下，復(fù)朋科技的復(fù)朋爐驗(yàn)證了“生物質(zhì)顆粒粉碎成粉并以氣力輸送”的可行性，少一步預(yù)加工（如炭化）就是少幾份碳排、省幾份成本、多幾份盈利，這對(duì)氣流床氣化爐在生物質(zhì)甲醇工業(yè)化中的應(yīng)用具有示范意義。

圖3 神府煤為原料的多噴嘴對(duì)置式水煤漿氣化爐使用的氣化顆粒粒徑分布

資料來源：李超,代正華,孫鐘華,等.氣流床氣化爐綜合模型及顆粒粒徑對(duì)氣化結(jié)果的影響研究[J]

據(jù)復(fù)朋科技描述，生物質(zhì)高氯（金風(fēng)項(xiàng)目秸稈氯含量0.6%）、高鉀鈉(金風(fēng)項(xiàng)目秸稈鉀鈉含量12%)也是氣化工藝設(shè)計(jì)和氣化爐運(yùn)行的難點(diǎn)，依托復(fù)朋科技母公司清創(chuàng)晉華在煤氣化領(lǐng)域積累的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，通過優(yōu)化燃燒室和廢鍋結(jié)構(gòu)徹底解決了這一難題。

圖4 復(fù)朋爐生物質(zhì)氣化技術(shù) ，片來源：復(fù)朋科技官網(wǎng)

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結(jié)語

總體來看，生物質(zhì)氣化制綠色甲醇正從中試驗(yàn)證穩(wěn)步向產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)。以金風(fēng)科技、上海電氣為代表的裝備制造企業(yè)，用不同的氣化路線嘗試產(chǎn)業(yè)化探索，逐步打通生物質(zhì)甲醇合成的全流程技術(shù)鏈。

其中，固定床路線在設(shè)備及原料適應(yīng)性上具備成熟的煤氣化產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，適合中小規(guī)模項(xiàng)目或?yàn)榇笮晚?xiàng)目提供產(chǎn)能輔助；

流化床路線在效率、預(yù)處理成本及技術(shù)成熟度之間取得較好平衡，是主流的工業(yè)化方向之一；

氣流床路線則憑借高碳轉(zhuǎn)化率、高處理能力和逐步提高的原料適配性，也成為大型綠色甲醇項(xiàng)目的落地方案之一。

我國具備生物質(zhì)綠色甲醇行業(yè)蓬勃發(fā)展的生物質(zhì)資源基礎(chǔ)、新能源及煤化工產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。隨著關(guān)鍵綠色甲醇項(xiàng)目的持續(xù)落地，以及國內(nèi)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的推行（預(yù)計(jì)年底發(fā)布行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)），未來我國有望在國內(nèi)實(shí)現(xiàn)“不同等級(jí)綠色甲醇的梯級(jí)利用”，在國際上形成綠色甲醇的成本優(yōu)勢，掌握定價(jià)話語權(quán)。

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