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我国生物质气化技术研究始于20世纪80年代初期,至今已开展了生物质能转换技术以及装置的研究和开发,形成了生物质气化集中供气、燃气锅炉供热、内燃机发电等技术,把农林废弃物、工业废弃物等生物质能转换为能的煤气、电能或蒸汽,提高生物质能源的利用效率,实现以生物质替代气、油和煤的新型能源[2]。生物质气化集中
生物质气化发电设备
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我国生物质气化技术研究始于20世纪80年代初期,至今已开展了生物质能转换技术以及装置的研究和开发,形成了生物质气化集中供气、燃气锅炉供热、内燃机发电等技术,把农林废弃物、工业废弃物等生物质能转换为能的煤气、电能或蒸汽,提高生物质能源的利用效率,实现以生物质替代气、油和煤的新型能源[2]。生物质气化集中供气即将生物质气化炉产生的气体通过净化除焦、除尘后通过用户管网送至用户以实现供暖、供热、供电。气化发电过程主要包括3个方面:一是生物质气化,在气化炉中把固体生物质转化为气体燃料。生物质气化集中供气系统工艺流程如图2所示。

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。生物质气化集中供气即将生物质气化炉产生的气体通过净化除焦、除尘后通过用户管网送至用户以实现供暖、供热、供电。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。




运行经济分析
由于收购燃料价格上涨到310元/t,运行成本约为0.586元/(kW˙h),上网电价为0.635元/(kW˙h)(含0.25元/(kW˙h)的补贴)时,尚盈余0.049元/(kW˙h),约满负荷运行5500h计算可赢利404.25万元,考虑每年还本付息473.2万元,还本付息后要亏损68.95万元,约每年运行小时数达到6500h才基本持平。从以上估算看,出台的政策也要随着市场变化适当调整,否则这些绿色能源很难维持下去,投资者也会很快退出生物质发电这个市场。设备运行某电厂原有4台发电机组已拆去较老的2台,其厂房用为生物质燃料储存厂房,其余2台15MW机组保留。



Waste water treatment system 废水处理系统, 用以处理经过水洗后的含焦油的废水,使之能够达标排放。
Scrubber 洗涤器 用以洗涤气体,使之净化达到一定标准,减少其中的焦油的含量,便于内燃机使用。它也是系