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生物质燃料在高温及缺氧条件下,热解产生co与气化介质(通常有空气、氧气、水蒸气或氢气),在一定条件下发生热化学反应,产生以CO、H2或CH4为主要成分的可燃气体的转化过程。Ghaly提出了将气化技术应用于生物质这种含能密度低的燃料。生物质的挥发分含量一般在76%~86%,生物质受热后在相对较低的温度下
生物质气化发电现状
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生物质燃料在高温及缺氧条件下,热解产生co与气化介质(通常有空气、氧气、水蒸气或氢气),在一定条件下发生热化学反应,产生以CO、H2或CH4为主要成分的可燃气体的转化过程。Ghaly提出了将气化技术应用于生物质这种含能密度低的燃料。生物质的挥发分含量一般在76%~86%,生物质受热后在相对较低的温度下就能使大量的挥发分物质析出。生物质气化技术原理及应用分析【摘要】生物质能是一种理想的可再生能源。由于分布广泛、有利于环保等特点,因而越来越受到的关注。生物质气化技术是利用生物质能的一种方式。本文介绍了生物质气化技术的原理,生物质气化工艺及气化设备。目前应用较多的气化技术是生物质气化供气和生物质气化发电技术。文中提出了应用过程中存在的问题,提率、降低焦油含量等是今后利用生物质气化技术的发展方向。为了提供反应的热力学条件,气化过程需要供给空气或氧气,使原料发生部分燃烧。尽可能将能量保留在反应后得到的可燃气中,气化后的产物含有H2、CO及低分子的CmHn等可燃性气体。整个过程可分为:干燥、热解、氧化和还原。(1)干燥过程生物质进入气化炉后,在热量的作用下,析出表面水分。在200~300℃时为主要干燥阶段。(2)热解反应当温度升高到300℃以上时开始进行热解反应。在300~400℃时,生物质就可以释放出70%左右的挥发组分,而煤要到800℃才能释放出大约30%的挥发分。热解反应析出挥发分主要包括水蒸气、氢气、co、、焦油及其他碳氢化合物。(3)氧化反应热解的剩余木炭与引入的空气发生反应,同时释放大量的热以支持生物干燥、热解和后续的还原反应,温度可达到1000~1200℃。(4)还原过程还原过程没有氧气存在,氧化层中的燃烧产物及水蒸气与还原层中木炭发生反应,生成氢气和co等。三是燃气发电,利用燃气轮机或燃气内燃机进行发电,有的工艺为了提高发电效率,发电过程可以增加余热锅炉和蒸汽轮机[4],典型的系统如图3所示。这些气体和挥发分组成了可燃气体,完成了固体生物质向气体燃料的转化过程。

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。生物质气化集中供气系统工艺流程如图2所示。生物质能直接燃烧发电是以农作物秸秆和林木废弃物为原料,进行简单加工,然后输送到生物质发电锅炉,经过充分燃烧后产生蒸汽推动汽轮发电机发电的高新技术。


在比利时,有100年的历史的布罗赛尔温克能源技术公司是生物质热电联产锅炉的生产企业,是早采用生物质为燃料的锅炉制造公司之一,如今已发展出适应木材废弃物、建筑木质废弃物、造纸废弃物及城市垃圾等不同燃料的锅炉设备。与芬兰、丹麦等国的技术不同,该公司的产品采用的是倾斜式液压移动式炉排,其热效率可达85%,比较适用于20MW以下的生物质发电。同时,我国又是一个农业大国,每年有大量的农作物秸秆、畜禽粪便、农产品加工副产品和能源作物等植物生物质产生。
美国在利用生物质能发电方面处于世界领xian地位,各类生物质发电站有350多座,发电装机总容量达700MW,提供了大约6.6万个工作岗位,据有关科学家估计,到2010年,生物质发电将达到13000MW装机容量,可安排过17万就业人员。
美国的Battelle(63MW)和夏威夷(6MW)项目B-IGCC(整体气化联合循环)气化发电工程代表生物质发电技术的世界水平,可生产中热值气体,系统示意图见图3。该气化设备