唐山生物質氣化發電工藝服務為先【電研新能源】

生物質燃料在高溫及缺氧條件下，熱解產生co與氣化介質(通常有空氣、氧氣、水蒸氣或氫氣)，在一定條件下發生熱化學反應，產生以CO、H2或CH4為主要成分的可燃氣體的轉化過程。Ghaly提出了將氣化技術應用于生物質這種含能密度低的燃料。生物質的揮發分含量一般在76%~86%，生物質受熱后在相對較低的溫度下就能使大量的揮發分物質析出。生物質氣化技術原理及應用分析【摘要】生物質能是一種理想的可再生能源。由于分布廣泛、有利于環保等特點，因而越來越受到世界各國的關注。生物質氣化技術是利用生物質能的一種方式。本文介紹了生物質氣化技術的原理，生物質氣化工藝及氣化設備。目前應用較多的氣化技術是生物質氣化供氣和生物質氣化發電技術。文中提出了應用過程中存在的問題，提率、降低焦油含量等是今后利用生物質氣化技術的發展方向。為了提供反應的熱力學條件，氣化過程需要供給空氣或氧氣，使原料發生部分燃燒。該系統包括兩種發電技術：整體氣化聯合循環（IGCC）和整體氣化熱空氣循環（IGHAT）。盡可能將能量保留在反應后得到的可燃氣中，氣化后的產物含有H2、CO及低分子的CmHn等可燃性氣體。整個過程可分為：干燥、熱解、氧化和還原。（1）干燥過程生物質進入氣化爐后，在熱量的作用下，析出表面水分。在200~300℃時為主要干燥階段。（2）熱解反應當溫度升高到300℃以上時開始進行熱解反應。在300~400℃時，生物質就可以釋放出70%左右的揮發組分，而煤要到800℃才能釋放出大約30%的揮發分。熱解反應析出揮發分主要包括水蒸氣、氫氣、co、、焦油及其他碳氫化合物。（3）氧化反應熱解的剩余木炭與引入的空氣發生反應，同時釋放大量的熱以支持生物干燥、熱解和后續的還原反應，溫度可達到1000~1200℃。（4）還原過程還原過程沒有氧氣存在，氧化層中的燃燒產物及水蒸氣與還原層中木炭發生反應，生成氫氣和co等。這些氣體和揮發分組成了可燃氣體，完成了固體生物質向氣體燃料的轉化過程。

生物質能是什么？生物質能可以用來發電嗎？

太陽能以光合作用形式存儲在綠色植物中的能量形勢，通俗來講就是各類農業生產廢棄物如秸稈、果殼、雜木之類，還有各類生活垃圾都可以成為生物質能。生物質能是自然界中有生命的植物提供的能量。這些植物以生物質作為媒介儲存太陽能。屬再生能源。據計算，生物質儲存的能量為270億千瓦，比目前世界能源消費總量大2倍。農林固體生物質將具有可再生性，只要人類行為得當，這種能源就不會枯竭，可以周而復始的產生。19世紀后半期以前，人類利用的能源以薪柴為主。當前較為有效地利用生物質能的方式有： (1) 制取沼氣。主要是利用城鄉有機垃圾、秸桿、水、人畜糞便，通過厭氧消化產生可燃氣體，供生活、生產之用。(2) 利用生物質制取酒精。當前的世界能源結構中，生物質能所占比重微乎其微。 目前生物質發電應用越來越廣泛：生物質氣化，產生的氣體帶動發電機組工作

以農業廢棄物和木材廢棄物為主的生物質資源分布分散，收集和運輸困難，不適合采用大規模燃燒技術，而中等規模的生物質氣化發電技術（400—6000kW）在發展中國家具有獨特的優勢，也具備進入市場競爭的條件。中國ke xue yuan廣州能源研究所研究開發的中等規模生物質氣化發電技術達到了同類技術的水平，性價比處于國際領xian水平，該技術共申請國家專利9項，已在中國、臺灣和東南亞等國家推廣應用，取得了顯著的經濟、社會和環境效益。我國與國外情況不同，一方面要通過發電避免農民焚燒秸稈引起污染等社會問題，一方面又要通過發電扶助農民。生物質氣化發電技術先后獲得“九五”國家重點科技攻關計劃youxiu成果獎、廣東省科技進步二等獎、上海國際工業博覽會銀獎、廣東省優xiu專利獎。2005年10月，在由聯合國教科文組織發起的全球可再生能源領域ju投資價值的十大領xian技術評選中該技術獲得“藍天獎”，再一次證明了生物質氣化發電技術在國際上的影響力。

目前，生物質氣化發電技術處于初步商業化階段，基本原理是生物質在缺氧狀態下熱解生成氣體燃料，凈化后的氣體燃料燃燒驅動燃氣輪機或燃燒后產生蒸汽，驅動發電機發電。氣化發電過程包括3個方面：一是生物質氣化。經處理的生物質原料由進料系統送進氣化爐內，揮發分(干基下為70%~80%)熱解釋放出揮發性氣體如CmHn、H2、CO、CO2、焦油和水蒸氣，產生的碳發生典型氣化反應(水蒸氣 碳)和燃燒反應(碳 氧氣)，通過燃燒反應釋放出的熱量促使生物質熱解和碳的氣化反應進行，從而把固體生物質轉化為氣體燃料；二是氣體凈化。氣化生成的燃氣都含有一定的雜質，包括灰分、焦炭和焦油等，需經過凈化系統把雜質除去，以保證燃氣發電設備的正常運行；三是燃氣發電。相對于發達國家，中國的生物質氣化發電有比較好的市場環境，但從成本分析可知，即使解決二次污染問題，大規模的生物質收集與運輸仍使發電成本提高，失去經濟上的競爭性。凈化后的燃氣進入燃氣輪機或內燃機的燃燒室燃燒驅動發電機發電，或者燃氣在鍋爐內燃燒生產高溫高壓蒸汽，驅動蒸汽機帶動發電機發電。圖1為生物質氣化發電工藝流程示意圖。