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我国生物质气化技术概况与发展

2016-07-18 16:25来源:中国新能源网关键词:生物质能生物质气化技术生物质发电收藏点赞

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生物质燃烧发电是将生物质与过量的空气在锅炉中燃烧,产生的热烟气和锅炉的热交换部件换热,产生的高温高压蒸汽在燃气轮机中膨胀做功发出电能。生物质燃烧发电的技术已基本成熟,已进入推广应用阶段,这种技术在大规模下效率较高,单位投资也较合理,但它要求生物质集中,数量巨大[5]。

我国有着良好的生物质气化发电基础,在20世纪60年代就开发了60kW的谷壳气化发电系统,目前160~200kW的生物质气化发电设备在我国已得到小规模应用,显示出一定的经济效益[6]。辽宁省能源研究所于2006年6月在意大利建成的流化床生物质气化发电系统,采用木屑或稻壳为原料,发电量160kW;江苏吴江县生产的稻壳气化炉,利用碾米厂下脚料驱动发电机组,功率可达160kW,已进入示范应用阶段;MW级的中型BGPG系统也已在近些年研究开发出来,1998年10月中科院广州能源所完成1MW级的生物质循环流化床气化—内燃机发电系统(GIEC),5台200kW发电机组并联工作,由于受气化效率与内燃机效率限制,效率低于 18%,单位电量生物质消耗量一般大于112kg/(kW˙h)。在此基础上中国科学院广州能源研究所还在海南三亚建成了国内首个生物质木屑气化发电厂并于2000年下半年投入运行;中国林科院林产化学工业研究所以稻草、麦草等软秸秆和稻壳等农业剩余物为原料,并建成生物质气化发电装置,已经投入运行,具有明显的直接经济收益。设备正常运行时,每年可处理约3万t多秸秆、稻壳、木屑等生物质废料,每年大大减少CO2的排放[7]。

3生物质气化技术的关键设备

生物质气化是通过气化装置的热化学反应,可将低效能的固体生物质转换成高效能的可燃气,因此气化炉自然是生物质气化过程中的关键设备之一。我国使用的生物质热解气化技术,主要有固定床、流化床和直接干馏热解3种工艺形式。固定床气化炉工艺一般采用空气为气化剂,气流方式有上吸式、下吸式或是平吸式,特点是设备结构简单、易于操作、可以实现多种生物质原料的热解气化、投资少等。但是得到的生物质燃气热值低,通常在4200~7560kJ/m3之间,属低热值可燃气,且生物质气焦油含量高,容易造成管路堵塞。流化床气化炉的工作特点:气固接触混合良好,停留时间都较短,床内压力降较高,受热均匀,加热迅速,气化反应速度快,可燃气得率高,炉内温度高而且恒定,可燃气中焦油含量较小,但出炉的可燃气中含有较多的灰分,可频繁启停,气化强度大、综合经济性好,非常适合于大型的工业供气系统,但结构复杂,设备投资较多,常见的气化炉类型如图4所示。直接干馏热解的特点是生物质在隔绝空气条件下进行热分解,产物为固体炭、液体的木焦油和木醋液、可燃性气体,生产过程须外加能源[8]。各气化炉的工作原理及气流走向如图5所示。



原标题:我国生物质气化技术概况与发展
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