新疆西藏青海生物質氣化發(fā)電設備性價比出眾,河南電研

由于燃氣輪機系統(tǒng)發(fā)電后排放的尾氣溫度大于500℃，所以增加余熱鍋爐和過熱器產生蒸汽，再利用蒸汽循環(huán)，可以有效提高發(fā)電效率，這就是生物質整體氣化聯合循環(huán)，其發(fā)電工藝流程如圖4所示。相對于發(fā)達國家，中國的生物質氣化發(fā)電有比較好的市場環(huán)境，但從成本分析可知，即使解決二次污染問題，大規(guī)模的生物質收集與運輸仍使發(fā)電成本提高，失去經濟上的競爭性。該系統(tǒng)由物料預處理設備、氣化設備、凈化設備、換熱設備、燃氣輪機、蒸汽輪機等發(fā)電設備組成。功率范圍在7~30MW，整體效率可以達到40%。整體氣化熱空氣循環(huán)（IGHAT）技術正處于開發(fā)階段，它和IGCC的主要區(qū)別在于用一個燃氣輪機代替了后者的燃氣輪機和汽輪機。由水蒸氣和燃氣的混合工質通過燃氣輪機輸出有用功，其整體效率可以達到60%，有望成為2020世紀的新型發(fā)電技術。

在我國生物質氣化技術不僅在集中供氣方面有應用，科研單位又將生物質氣化技術進行衍生，利用生物質氣化技術發(fā)電，并且取得了良好的經濟效益和社會效益[3]。在此基礎上，改進并提高BGPG的技術性能，探討B(tài)GPG應用于大規(guī)模處理農業(yè)秸稈或森林廢物的可能性。生物質氣化發(fā)電技術的基本原理，是把生物質轉化為可燃氣，再利用可燃氣推動燃氣發(fā)電設備進行發(fā)電。氣化發(fā)電過程主要包括3個方面：一是生物質氣化，在氣化爐中把固體生物質轉化為氣體燃料；二是氣體凈化，氣化出來的燃氣都含有一定的雜質，包括灰分、焦炭和焦油等，需經過凈化系統(tǒng)把雜質除去，以保證燃氣發(fā)電設備的正常運行；三是燃氣發(fā)電，利用燃氣輪機或燃氣內燃機進行發(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[4]，典型的系統(tǒng)如圖3所示。

生物質氣化是通過氣化裝置的熱化學反應，可將低效能的固體生物質轉換成能的可燃氣，因此氣化爐自然是生物質氣化過程中的關鍵設備之一。我國使用的生物質熱解氣化技術，主要有固定床、流化床和直接干餾熱解3種工藝形式。固定床氣化爐工藝一般采用空氣為氣化劑，氣流方式有上吸式、下吸式或是平吸式，特點是設備結構簡單、易于操作、可以實現多種生物質原料的熱解氣化、投資少等。但是得到的生物質燃氣熱值低，通常在4200～7560kJ/m3之間，屬低熱值可燃氣，且生物質氣焦油含量高，容易造成管路堵塞。流化床氣化爐的工作特點：氣固接觸混合良好，停留時間都較短，床內壓力降較高，受熱均勻，加熱迅速，氣化反應速度快，可燃氣得率高，爐內溫度高而且恒定，可燃氣中焦油含量較小，但出爐的可燃氣中含有較多的灰分，可頻繁啟停，氣化強度大、綜合經濟性好，非常適合于大型的工業(yè)供氣系統(tǒng)，但結構復雜，設備投資較多，常見的氣化爐類型如圖4所示。固定床氣化爐工藝一般采用空氣為氣化劑，氣流方式有上吸式、下吸式或是平吸式，特點是設備結構簡單、易于操作、可以實現多種生物質原料的熱解氣化、投資少等。直接干餾熱解的特點是生物質在隔絕空氣條件下進行熱分解，產物為固體炭和木醋液、可燃性氣體，生產過程須外加能源[8]。各氣化爐的工作原理及氣流走向如圖5所示。

環(huán)境效益

生物質能是一種可再生、CO零排放、SO2、NO、含塵質量分數極低的清潔能源，是化石能源很好的替代燃料。歐洲國家對生物質電廠賦予的職責是消耗秸稈維護大氣環(huán)境，對于生物質發(fā)電給予較大的補貼，不考慮電廠的連續(xù)運行時間和盈利問題。目前，出臺的相關政策支持度已很大。Water水用以沖洗氣體，去除其中的焦油，使之凈化，也延長內燃機工作時間。但隨著市場變化其支持力度還應相應跟上，使這一新興產業(yè)更好地發(fā)展。