生物質(zhì)氣化發(fā)電原理在線咨詢「多圖」

中國對各種氣化方式都有研究，已完成了多種氣化爐的研制，目前已使用的氣化爐有上吸式、下吸式、敞口式和流化床等。從原理上講，各種氣化爐都可以用于氣化發(fā)電，但目前研究完成并正常運(yùn)轉(zhuǎn)的主要有三種，即敞口下吸式，下吸式及循環(huán)流化床（見表1），發(fā)電功率可以從幾千瓦到幾千千瓦，這為氣化發(fā)電技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提供了條件。另外，由于氣化設(shè)備、配套設(shè)備及廢水處理設(shè)備等隨著容量的變小，其比例越來越高，BGPG的單位投資隨著容量的變小而越來越大，當(dāng)功率小于60KW時(shí)，單位投資即高于小型燃煤電站的投資。

生物質(zhì)氣化發(fā)電的投資主要包括氣化與凈化系統(tǒng)、發(fā)電設(shè)備及土建三部分。以1000KW的谷殼氣化發(fā)電系統(tǒng)為例，其投資構(gòu)成見表2。由表2可知，由于谷殼氣化不需要專門收集與運(yùn)輸設(shè)備和儲(chǔ)存設(shè)備，所以單位投資只需3500元/千瓦，大大低于小型的燃煤發(fā)電站（約6000元/千瓦）。究其原因，一是單位造價(jià)高，二是燃料成本高，三是生物質(zhì)發(fā)電企業(yè)實(shí)際稅率太高。另外，由于氣化設(shè)備、配套設(shè)備及廢水處理設(shè)備等隨著容量的變小，其比例越來越高，BGPG的單位投資隨著容量的變小而越來越大，當(dāng)功率小于60KW時(shí)，單位投資即高于小型燃煤電站的投資

生物質(zhì)循環(huán)流化床氣化技術(shù)是一種新型的氣化技術(shù)（圖2）。生物質(zhì)在床料的輔助流化作用下，在爐內(nèi)經(jīng)歷聚集、沉降、吹散、上升再聚集的物理衍變過程；我國有著良好的生物質(zhì)氣化發(fā)電基礎(chǔ)，在20世紀(jì)60年代就開發(fā)了60kW的谷殼氣化發(fā)電系統(tǒng)，目前160～200kW的生物質(zhì)氣化發(fā)電設(shè)備在我國已得到小規(guī)模應(yīng)用，顯示出一定的經(jīng)濟(jì)效益[6]。循環(huán)床中氣體、生物質(zhì)、床料發(fā)生劇烈的傳熱傳質(zhì)和接觸反應(yīng)，形成爐內(nèi)循環(huán)。同時(shí)氣體對生物質(zhì)和床料的微小顆粒實(shí)現(xiàn)快速夾帶，經(jīng)過旋風(fēng)分離器分離出殘留可燃組分和床料，由回料裝置送回反應(yīng)區(qū)，形成了爐外的物料循環(huán)。氣化爐內(nèi)外兩種循環(huán)平衡的建立，保證反應(yīng)進(jìn)程穩(wěn)定，是循環(huán)流化床氣化技術(shù)的核心。生物質(zhì)在循環(huán)流化床氣化爐中完成氣化，產(chǎn)生燃?xì)饨?jīng)過凈化系統(tǒng)除塵后，以熱燃?xì)獾姆绞街苯铀腿氪笮腿济弘娬惧仩t，與煤粉進(jìn)行混燒，利用原有發(fā)電系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)發(fā)電的技術(shù)。

在我國生物質(zhì)氣化技術(shù)不僅在集中供氣方面有應(yīng)用，科研單位又將生物質(zhì)氣化技術(shù)進(jìn)行衍生，利用生物質(zhì)氣化技術(shù)發(fā)電，并且取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益[3]。生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)的基本原理，是把生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可燃?xì)猓倮每扇細(xì)馔苿?dòng)燃?xì)獍l(fā)電設(shè)備進(jìn)行發(fā)電。氣化發(fā)電過程主要包括3個(gè)方面：一是生物質(zhì)氣化，在氣化爐中把固體生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為氣體燃料；二是氣體凈化，氣化出來的燃?xì)舛己幸欢ǖ碾s質(zhì)，包括灰分、焦炭和焦油等，需經(jīng)過凈化系統(tǒng)把雜質(zhì)除去，以保證燃?xì)獍l(fā)電設(shè)備的正常運(yùn)行；國家高科技發(fā)展計(jì)劃(“863”計(jì)劃)已建設(shè)4MW規(guī)模生物質(zhì)(秸稈)氣化發(fā)電的示范工程，系統(tǒng)發(fā)電效率可達(dá)到30%左右。三是燃?xì)獍l(fā)電，利用燃?xì)廨啓C(jī)或燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)進(jìn)行發(fā)電，有的工藝為了提高發(fā)電效率，發(fā)電過程可以增加余熱鍋爐和蒸汽輪機(jī)[4]，典型的系統(tǒng)如圖3所示。

　　近年來MW級的中型BGPG系統(tǒng)也已研究開發(fā)出來。1998年10月中科院廣州能源所完成1MW級的生物質(zhì)循環(huán)流化床氣化-內(nèi)燃機(jī)發(fā)電系統(tǒng)(GIEC)，5臺(tái)200kW發(fā)電機(jī)組并聯(lián)工作，但受氣化效率與內(nèi)燃機(jī)效率的限制，效率低于18%，單位電量的生物質(zhì)消耗量一般大于112kg/(kWh)，在此基礎(chǔ)上2000年在海南三亞建成第二套中型氣化發(fā)電系統(tǒng)，裝機(jī)容量1.2MW。十五期間，廣州能源所現(xiàn)在承擔(dān)的4MW生物質(zhì)氣化氣蒸汽整體聯(lián)合循環(huán)發(fā)電工程取得了較好的結(jié)果，設(shè)計(jì)條件下運(yùn)行時(shí)，每年可處理約3萬多t秸稈、稻殼、木屑等生物質(zhì)廢料，作為直接的效果之一，每年可減少CO2的排放約3萬t。但該系統(tǒng)在進(jìn)一步向、易于傳輸?shù)碾娔苻D(zhuǎn)換方面，受到了該類氣體發(fā)電機(jī)組功率較小的制約，已成為氣化發(fā)電技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展利用的瓶頸。這些實(shí)踐工作為研究進(jìn)一步大型化氣化發(fā)電系統(tǒng)打下基礎(chǔ)，此外也為實(shí)際生產(chǎn)和運(yùn)行提供了jia運(yùn)行參數(shù)。生物質(zhì)燃料發(fā)電是利用生物質(zhì)所具有的生物質(zhì)能進(jìn)行的發(fā)電，是可再生能源發(fā)電的一種，一般分為直接燃燒發(fā)電技術(shù)和氣化發(fā)電技術(shù)。