生物质气化发电原理的行业须知 河南电研

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。其不仅减轻了因焚烧秸秆而对环境造成的污染，而且提高了秸秆的利用效果，并为能源的可持续发展提出了有效途径。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，因而越来越受到世界各国的关注。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。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。

由于燃气轮机系统发电后排放的尾气温度大于500℃，所以增加余热锅炉和过热器产生蒸汽，再利用蒸汽循环，可以有效提高发电效率，这就是生物质整体气化联合循环，其发电工艺流程如图4所示。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。该系统由物料预处理设备、气化设备、净化设备、换热设备、燃气轮机、蒸汽轮机等发电设备组成。功率范围在7~30MW，整体效率可以达到40%。整体气化热空气循环（IGHAT）技术正处于开发阶段，它和IGCC的主要区别在于用一个燃气轮机代替了后者的燃气轮机和汽轮机。由水蒸气和燃气的混合工质通过燃气轮机输出有用功，其整体效率可以达到60%，有望成为2020世纪的新型发电技术。

21世纪是生物的世纪，是科学技术飞速发展的新世纪，可持续发展是当前经济发展的趋势所在，面对化石能源的枯竭和环境的污染，生物能源的开发和利用为经济的可持续发展带来曙光。生物能源作为可再生、污染小的能源，具有的优势，必将为21世纪的经济发展和环境保护注入强大的推动力。在2010~2020年，***的能源使用模式可能快速转变，再生能源定会取代石化燃料。国外生物质能源在燃料生产与发电方面的应用起步较早，主要利用农作物、农林废弃物及加工厂废弃物来进行燃料生产与发电；我国生物质能源起步相对较晚。存在局限性。面临能源短缺问题。全世界都在谋求以循环经济、生态经济为指导，坚持可持续发展战略，从保护人类自然资源、生态环境出发，充分有效地利用可再生的、巨大的生物质能源。而能源开发的一个很有潜力的方向便是充分利用生物质能源。这是解决全世界面临的能源短缺问题的有效途径。

适用范围及应用条件：

　　该生物质气化发电技术应用范围广，灵活性好，根据用户不同需要，发电规模可选择在200-5000kW之间。同时气体对生物质和床料的微小颗粒实现快速夹带，经过旋风分离器分离出残留可燃组分和床料，由回料装置送回反应区，形成了炉外的物料循环。用于处理碾米厂的谷壳，家具厂、人造板厂和造纸厂的木屑、边角料、树皮，为工厂提供电力，也适用于处理林场及农场的枝桠材、秸杆、稻草、稻壳等，为缺电农村地区和企业供电。同时，由于该项目属于环保技术，对消除污染，减少CO2的排放有重要的意义，有条件享受******的相关优惠政策，有很好的市场前景和巨大的推广潜力。