生物质气化技术原理及应用分析
前言
生物质能是指由光合作用而产生的各种有机体，光合作用利用空气中的二氧化碳和土壤中的水，将吸收的太阳能转换为碳水化合物和氧气。生物质通常包括农业废弃物、木材及森林工业废弃物、禽畜粪便、城镇生活垃圾以及能源作物等几种类型。生物质能具有以下特点［1］：（1）属于可再生能源，可保证能源的永续利用；（2）种类多而分布广，便于就地利用，利用形式多样；（3）相关技术已经成熟，可贮存性好；（4）节能、环保效果好。
1生物质气化技术
1.1生物质气化技术的原理
生物质气化是利用空气中的氧气或含氧物作气化剂，在高温条件下将生物质燃料中的可燃部分转化为可燃气（主要是氢气、一氧化碳和甲烷）的热化学反应。20世纪70年代，Ghaly［2］首次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%［3］，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。几种常见生物质燃料的工业分析成分如表1所示：
生物质气化技术原理及应用分析
福建省电力勘测设计院郑昀
济南锅炉集团有限公司邵岩李斌
【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，提高效率、降低焦油含量等是今后利用生物质气化技术的发展方向。
【关键词】生物质气化原理气化技术应用
种类
工业分析成分
水分（%）挥发分（%）固定碳（%）灰分（%）低位热值（MJ/kg）
杂草豆秸稻草麦秸玉米秸玉米芯棉秸5.43
5.10
4.97
4.39
4.87
15.0
6.78
68.77
74.65
65.11
67.36
71.45
76.60
68.54
16.4
17.12
16.06
19.35
17.75
7.00
20.71
9.46
3.13
13.86
8.90
5.93
1.40
3.97
16.192
16.146
13.970
15.363
15.450
14.395
15.991
表1几种生物质的工业分析成分
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H 2、CO 及低分子的
C m H n 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、一氧化碳、甲烷、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，生成氢气和一氧化碳等。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。
1.2气化工艺
生物质气化有多种形式，如果按气化介质可以分为使用气化介质和不使用气化两种，前者又可以细分为空气气化、氧气气化、水蒸气气化、氢气气化等，后者有热分解气化。不同气化技术所得到的热值不同，因而应用领域也有所不同［3］。如表2所示为不同气化工艺技术产生可燃性气体的热值及其主要的用途。
气化技术可燃气体热值（标准状态）（kJ/m 3）
用途空气气化氧气气化水蒸气气化氢气气化热分解气化
5440~732210878~1820010920~1890022260~2604010878~15000
锅炉、干燥、动力区域管网、合成燃料区域管网、合成燃料工艺热源、管网
燃料与发电、制造汽油与酒精的原料
表2
不同气化工艺技术的用途
1.3气化设备
气化炉是生物质气化反应的主要设备。按气化炉的运行方式不同，可以分为固定床、流化床和旋转床三种类型［4］。国内目前生物质气化过程所采用的气化炉主要为固定床气化炉和流化床气化炉。固定床气化炉和流化床气化炉又有多种不同的形式，其各种类型如图1所示。
1.3.1固定床气化炉［3］［5］
固定床气化炉是一种传统的气化反应炉，其运行温度大约为1000℃。固定床气化炉可以分为上吸式、下吸式和横吸式气化炉。
上吸式气化炉中，生物质原料由炉顶加
入，气化剂由炉底部进气口加入，气体流动的方向与燃料运动的方向相反，向下流动的生物质原料被向上流动的热气体烘干、裂解、气
化。其主要优点是产出气在经过裂解层和干燥层时，将其携带的热量传递给物料，用于物料的裂解和干燥，同时降低自身的温度，使炉子的热效率提高，产出气体含灰量少。
下吸式气化炉中，生物质由顶部的加料口投入，气化剂可以在顶部加入，也可以在喉
图1
生物质气化炉的分类
部加入。气化剂与物料混合向下流动。该炉的优点是，有效层高度几乎不变、气候强度高、工作稳定性好、可以随时加料，而且气化气体中焦油含量较少。但是燃气中灰尘较多，出炉温度较高。
横吸式气化炉中，生物质原料由气化炉顶部加入，气化剂从位于炉身一定高度处进入炉内，灰分落入炉栅下部的灰室。燃气呈水平流动，故称作横吸式气化炉。该气化炉的燃烧区温度可达到2000℃，超过灰熔点，容易结渣。因此该炉只适用于含焦油和灰分不大于5%的燃料，如无烟煤、焦炭和木炭等。
1.3.2流化床气化炉
流化床燃烧技术是一种先进的燃烧技术。流化床气化炉的温度一般在750~800℃。这种气化炉适用于气化水分含量大、热值低、着火困难的生物质物料，但是原料要求相当小的粒度，可大规模、高效的利用生物质能。按照气固流动特性不同，流化床气化炉分为鼓泡床气化炉、循环流化床气化炉、双流化床气化炉和携带床气化炉。
鼓泡床中气流速度相对较低，几乎没有固体颗粒从中逸出。循环流化床气化炉中流化速度相对较高，从床中带出的颗粒通过旋风分离器收集后，重新送入炉内进行气化反应。
双流化床与循环流化床相似，如图2所示，不同的是第I级反应器的流化介质在第II 级反应器中加热。在第I级反应器中进行裂解反应，第II级反应器中进行气化反应。双流化床气化炉炭转化率较高。
携带床气化炉是流化床气化炉的一种特例，其运行温度高达1100~1300℃，产出气体中焦油成分和冷凝物含量很低，碳转化率可以达到100%。
2生物质气化技术的应用
2.1生物质气化供气
生物质气化供气技术是指气化炉产出的生物质燃气，通过相应的配套装备，完成为居民供应燃气的技术。生物质气化供气系统工艺流程如图3所示。
生物质原料首先经过处理达到气化炉的使用条件，然后由送料装置送入气化炉中，不同类型的气化炉需要配备不同的送料装置。所产生的可燃气体，在净化器中除去灰尘和焦油等杂质。经过净化后的气体经过水封，由鼓风机送入储气罐中，水封相当于一个单向阀，只允许燃气向储气罐中流动。储气罐出口的阻火器是一个重要的安全设备。最后，燃气通过燃气供应网统一输送给用户。
目前，生物质气化供气技术已经在山东、辽宁、吉林、安徽等十几个省市推广开来，已经成功气化的生物质包括玉米芯、玉米秸、棉柴和麦秸等［4］。
2.2生物质气化发电技术
生物质气化发电技术是目前研究与应用最多、装备最为完善的技术。目前，生物质气化发电有三种方式：
（1）作为蒸汽锅炉的燃料燃烧生产蒸汽带动蒸汽轮机发电。这种方式对气体要求不
是很严格，直接在锅炉内燃烧气化气。气化气图2双循环流化床示意图
图3生物质气化供气系统工艺流程图
经过旋风分离器除去杂质和灰分后即可使用。燃烧器在气体成分和热值有变化时，能够保持稳定的燃烧状态，排放污染物较少。
（2）在燃气轮机内燃烧带动发电机发电。这种方式对气体的压力有要求，一般为10~ 30kg/cm2。该种技术存在灰尘、杂质等污染问题。
（3）在内燃机内燃烧带动发电机发电。这种方式应用广泛，效率高。但是该种方法对气体要求极为严格，气化气必须经过净化和冷却处理。
大型的生物质气化发电系统均采用燃气轮机发电机，这是目前世界上最先进的生物质发电技术。该系统包括两种发电技术：整体气化联合循环（IGCC）和整体气化热空气循环（IGHAT）。
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。
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21世纪的新型发电技术。
3生物质气化技术面临的问题及展望
生物质能在我国是仅次于煤炭、石油和天然气的第四种能源资源，在能源系统中占有重要地位。当前，生物质气化技术在实际利用过程中，还存在以下几个主要问题［1］：（a）生物质灰熔点低、碱金属元素含量高，直接燃烧易结焦和产生高温碱金属元素腐蚀；
（b）生物质气化时，渣与飞灰的含碳量较高，气化效率低；
（c）燃气中焦油含量高，容易导致产生含焦废水以及影响设备的正常运行；
（d）目前气化发电机组的尾气余热回收效果不好，造成整个系统效率较低。
所以，降低燃气中的飞灰和焦油含量、提高系统效率和可靠性是今后利用生物质气化技术的主要研究方向。我国生物质能资源十分丰富，仅各类农业废弃物的资源每年即有3.08×108t标准煤，薪柴资源量为1.3×108t标准煤。第15次世界能源大会将生物质气化技术确定为优先开发的新能源技术之一。目前，我国已经建立了500个以上的生物质气化应用工程，连续运行的经验表明，生物质气化技术对处理大量的农作物废弃物、减轻环境污染、提高人民生活水平等多方面都发挥着积极的作用。
参考文献
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图4生物质整体气化联合循环工艺流程图
生物质气化发电原理
一、概况 生物质气化发电技术，简单地说，就是将各种低热值固体生物质能源资源（如农林业废弃物、生活有机垃圾等）通过气化转换为燃气，再提供发电机组发电的技术。寻求利用生物质气化发电的方法，既可以解决可再生能源的有效利用，又可以解决各种有机废弃物的环境污染。正是基于以上原因，生物质气化发电技术得到了越来越多的研究和应用，并日趋完善。 生物质气化发电，可归纳为下列几种方式： 从上图可以看出，生物质气化发电可通过三种途径实现：生物质气化产生燃气作为燃料直接进入燃气锅炉生产蒸汽，再驱动蒸汽轮机发电；也可将净化后的燃气送给燃气轮机燃烧发电；还可以将净化后的燃气送入内燃机直接发电。在发电和投资规模上，它们分别对应于大规模、中等规模和小规模的发电。 今天，在商业上最为成功的生物质气化内燃发电技术，由于具有装机容量小、布置灵活、投资少、结构紧凑、技术可靠、运行费用低廉、经济效益显著、操作维护简单和对燃气质量要求较低等特点，而得到广泛的推广与应用。 二、生物质气化内燃发电系统主要组成部分 生物质气化内燃发电系统主要由气化炉、燃气净化系统和内燃发电机等组成： 气化炉是将生物质能由固态转化为燃气的装置。生物质在气化炉内通过控制空气供应量，而进行不完全燃烧，实现低值生物质能由固体向气态的转化，生成包含氢气（H2）、一氧化碳（CO）、甲烷（CH4）、多碳烃（C n H m）等可燃成 分的燃气，完成生物质的气化过程。
气化产生的燃气出口温度随气化炉型式的不同，在350℃～650℃之间，并且燃气中含有未完全裂解的焦油及灰尘等杂质，为满足内燃机长期可靠工作的要求，需要对燃气进行冷却和净化处理，使燃气温度降到40℃以下、焦油灰尘含量控制在50mg/Nm3以内，燃气经过净化后，再进入内燃机发电。 在内燃机内，燃气混合空气燃烧做功，驱动主轴高速转动，主轴再带动发电机进行发电。 生物质气化内燃发电就是通过以上过程，将各种废弃物化废为宝，转化为优质电能，解决废弃物的污染和能源的合理利用问题。 三、本公司生物质气化内燃发电系统介绍 生物质气化内燃发电装置装机容量有160kW、200kW、400kW、600kW、800kW、1000kW等规格，最大输出功率可在1.4MW以上。 在200kW及以下发电规模情况下，气化炉一般采用下吸式固定床气化炉，典型的下吸式固定床气化发电装置如下图所示： 气化炉为下吸式固定床气化炉，可连续加料，连续出灰。料口在气化炉顶部，原料可从高位料仓放入，也可通过加料机提升进入气化炉内，灰渣由出渣机排出。
生物质气化技术概述
生物质气化技术概述 1. 背景 生物质气化以木头等为原料，在氧气不充足情况下，加热使木头等生物质裂解产生合成天然气，再用合成天然气加热却暖或发电。生物质气化与传统的烧木头等方式加热不同，传统烧木头、秸秆等是在氧气充足情况下燃烧，而生物质气化是在氧气不充分情况下加热。 气化的基本定义为：不完全氧化的热化学反应过程，把含碳物质转化成一氧化碳、氢气、二氧化碳及碳氢化合物如甲烷等。反应温度一般大于700?C，一般在700－1000?C 间。 生物质气化主要过程如下： 生物质预处理后→进入气化炉→加氧气或水蒸气→燃烧气化→产生的气体出来除 焦油→气体冷却→气体净化（除硫化氢、除二氧化碳）→甲烷化→合成天然气（合成气）。 合成气在此作为加热及其他燃料驱动蒸汽机及发电机发电。合成气进一步加工，比如经过费－托反应可以生成液体生物柴油。此过程在二战时，被德国比较大规模地采用，弥补石化柴油不足。 如今，生物质气化的研究与应用主要以奥地利、芬兰、英国和德国为主要国家。 2. 生物质气化主要工艺 2.1生物质气化过程发生了如下反应：
1）水－气反应：C＋H2O＝H2+CO 2）还原反应：CO2+C=2CO 3）甲烷化：C+2H2=CH4 4）水－气转换反应：CO+H2O=CO2+H2 CO热值：12.64MJ/Nm3 H2热值：12.74~18.79MJ/Nm3 CH4热值：35.88~39.82MJ/Nm3 空气、氧气和水蒸气可作为气化媒介。但不同媒介对过程与结果有不同的影响。空气便宜，但产出气的热值低；氧气贵，产出气热值高；用水蒸气做媒介产生热值与氧气相当，但也耗费比较高的热能。 2.2 生物质气化炉类型 生物质气化炉主要分三种类型，但还6~有其他个性化炉子： 1. 固定／移动床气化炉 －向上排气炉（气体与原料对流） －向下排气炉（气体与原料同方向流动） －错流移动床 2. 流化床气化炉 －循环流化床 －气泡流化床 －气流床（携带床，Entrained flow bed)
生物质能发电技术与装备
生物质能发电技术与装备 序言 能源是国民经济重要的基础产业，是人类生产和生活必需的基本物质保障。目前，能源供应主要依靠煤炭、石油和天然气等化石能源，化石能源资源的有限性和化石能源开发利用过程中引起的环境问题，对经济和社会的可持续发展产生了严重的制约。我国已成为能源生产和消费大国，在全国建设小康社会的进程中，如何改善能源结构，保障能源安全，减少环境污染，促进经济和社会的可持续发展，是我国面临的一个重大战略问题。 生物质是由植物的光合作用固定于地球上的太阳能，每年净光合作用产生的生物质约1700亿吨，其能量约相当于世界主要燃料消耗的10倍，而作为能源的利用量还不到其总量的1%。这些未加以利用的生物质，为完成自然界的碳循环，其绝大部分由自然腐节将能量和碳素释放，放回自然界中。另一方面，由于过度消费化石燃料，过快、过早地消耗了这些有限的资源，释放出大量的多余能量和碳素，打破了自然界的能量和碳平衡，更加剧了环境和全球气候恶化。 通过生物质能转换技术可以高效地利用生物质能源，生产各种清洁燃料，替代煤炭、石油和天然气等燃料生产电力，从而减少对矿物能源的依赖，保护国家能源资源，减轻能源消费给环境造成的污染。目前，世界各国，尤其是发达国家，都在致力于开发高效、无污染的生物智能利用技术，以达到保护矿产资源，保障国家能源安全，实现CO2减排，保持国家经济可持续发展的目的。 一、生物质 生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。 二、生物质能 生物质能（biomass energy ），就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，可转化为常规的固态、液态和气态燃料，取之不尽、用之不竭，是一种可再生能源，同时也是唯一一种可再生的碳源。生物质能的原始能量来源于太阳，所以从广义上讲，生物质能是太阳能的一种表现形式。目前，很多国家都在积极研究和开发利用生物质能。生物质能蕴藏在植物、
500kw生物质气化发电项目方案
德博科技 500KW生物质气化发电 项目方案 项目名称:500K W生物质气化发电项目 设计方：合肥德博生物能源科技有限公司
德博科技 500KW生物质气化发电项目初步设计方案 方案设计：合肥德博生物能源科技有限公司 一、行业概要 1、合肥德博生物能源科技有限公司情况简介 （1）“以人为本、以德经营”的理念 多年来，德博公司坚持“以人为本、以德经营”的理念。在内部，公司为各类人才创造良好的工作和生活环境，使得人尽其才，才尽其用；在外部对待客户方面，公司诚信经营，伴随着项目的合作，公司“绿色、节能、环保”的理念得以推广，减少了常规能源消耗带来的环境污染和资源消耗，实现民众道德的提升，为子孙后代留下碧水蓝天。 （2）充足的人才队伍 本单位现有固定员工60多人，其中用于新技术研发和产品设计的人员15人，其中博士生3人，硕士生5人，专业技术人员7人。用于开拓国内外市场和信息集成的人员5人，本科及以上学历占93%。 （3）资深的专家团队 自建立之初，德博人就深刻理解到“科技就是第一生产力”的真谛，通过项目研发、共同申请科技课题等多种形式，与中国科学院工程热物理所、南京林业大学、中国科学技术大学等多家权威研究机构
德博科技 进行了紧密合作，同时邀请多位生物质能业内资深专家作为本单位的专家团队，为德博公司的发展提供技术指导和支持。 （4）在同行业之间位置 公司锐意进取，着眼于精品工程和创新项目，目前在国内已有40多套成功案例，并凭借雄厚的技术优势，产品远销东南亚及欧洲等发达国家。德博公司在生物质能业界开创了多个“第一”：第一个利用生物质燃气为锅炉燃烧提供燃气项目；第一个生物质燃气替代窑炉煤气项目；第一个生物质燃气用于物料干燥项目；第一个高速生物质循环流化床气化项目；第一个生物质燃气与煤粉混燃项目；第一个循环流化床劣质煤气化项目；第一个循环流化床污泥焚烧项目；第一个循环流化床垃圾气化项目等，是目前中国最大的生物质气化炉下吸式固定床和高速循环流化床的研发者。在潜心研究生物质气化燃气综合利用的同时，公司对生物质气化过程中的延伸产品也做了大量科研，成果丰硕，先后利用下吸式固定床气化工艺提取生物质醋液（醋液）和控制炉料的碳化率达到含有50%-60%左右的生物质炭。生物质醋液用途广泛，一般用于杀菌、消毒，可代替农药，同时在日韩等发达国家可对醋液进行进一步深加工，产生代替化学物质的醋酸成分应用于化妆品等领域，经济价值得到更大的提升；生物质碳可作为钢铁厂的保温材料，也可以用作水泥添加剂及提取活性碳，目前市场价在600-1500元每吨。这些延伸产品的运用使生物质产业链得到进一步的
生物质气化制氢
生物质气化制氢 Hydrogen Production from Biomass Gasification 院系: 环境科学与工程学院 专业: 环境工程 姓名: 陈健 学号: M201373228 导师: 胡智泉副教授
2013 年 12 月
摘要 在人类面临严重的能源危机与环境污染的背景下，世界各国都在致力于对洁净能源氢的开发和研究，并取得了一定的研究成果。生物质气化制氢是一项富有前景的制氢技术，已引起了世界各国研究者的普遍关注。 本文重点讨论生物质催化气化制氢的基本原理和基本过程，阐述了氢气的净化分离方法，指出目前我国生物质气化制氢存在的问题和将来的研究方向。 关键词：生物质；气化；制氢。
Abstract In the context of humans face with a series of serious energy crisis and environmental pollution，the world are committed to developing and researching clean energy, and it has made some achievements. The prospective future of hydrogen from biomass gasification makes it a major concern all over the world. This article focuses on the basic principles and fundamental processes of hydrogen from biomass gasification, describes the purification and separation method of hydrogen, pointed out that at present China's biomass gasification problems and future research directions. Key words: Biomass; gasification; Hydrogen production.
加拿大ENERKEM气化热解法生物质酒精技术简介
加拿大ENERKEM气化热解法生物质酒精技术简介 中国地区总代理 加拿大绿洲企业有限公司
ENERKEM气化热解技术与气化焚烧的区别?ENERKEM气化热解技术的要点是通过控制空气或者氧气的供给，使得很小部分的原材料燃烧，产生的热能供给剩余的大部分原材料的热解，是一个自动的热化学反应过程，整个气化热解过程只有10秒钟； ?热解又称干馏、热分解或炭化，是指有机物在无氧或缺氧的状态下加热，使之分解的过程。即热解是利用有机物的热不稳定性，在无氧或缺氧的条件下，利用热能使化合物的化合键断裂，由大分子量的有机物转化为小分子量的可燃气体/液体/固体的过程； ?热解和焚烧的相似之处：两者都是热化学转化过程； ?热解和焚烧的主要区别： （1）焚烧的产物主要是CO2和H2O, 而热解产物主要是可燃的低分子化合物, 气态的有H2、CO、CH4和CxHy等； （2）焚烧是固体废物中的主要可燃物质碳和氢的氧化反应, 是一个放热过程，而热解则是一个吸热过程，需要吸收大量的热量来使有机化合物分解。 （3）焚烧只能将产生的热量用来即时发电或供热，而热解的产物是燃料气及燃料油可再生利用，且易于贮存和运输。
ENERKEM技术的工艺路线
ENERKEM技术的环保优势 ?非粮作物为原材料--来源广泛--第二代生物质能源； ?原材料预处理脱水阶段可以产出饮用级别的水，生产工艺不耗水；?非发酵法工艺--节省大量水资源--亦无大量污水产生； ?可控有限燃烧为热解供热，节省能源，亦无有机物焚烧时产生的酸性气体如HCI,HF,NOx的二次污染；从而也没有酸性气体对设备的腐蚀；?热解式气化--低温缺氧热解(700度/3个大气压以下)，碳源转化充分(95%)，不产生如二恶英，呋喃等含氯高分子剧毒气体(700-850度)；?有限燃烧--无直火焚烧炉搅拌作用--极少产生含Hg,Ph,As,Pb的飞尘；?气化后可燃气体纯度高，H2/CO/CO2比例精确，氯/硫/重金属含量低，便于液化成甲醇乙醇，分离的不纯气体可再回用提纯，增加产量；?固态废渣数量少(15%)，无公害可直接填埋，亦可用于生产建材；?绿色生产体系，满足严格的北美环保排放标准。 ?出色的节能减排项目。
中级职称 生物质与生物质气化 考题
单选题 1.以下哪个被认为是当前生物质气化的技术瓶颈？（5.0分） A.水分问题 B.灰分问题 C.焦油问题 D.温度问题 我的答案：C√答对 2.固定床气化过程中，下列哪个阶段的温度最高？（5.0分） A.干燥层 B.热解层 C.氧化层 D.还原层 我的答案：C√答对 3.下列选项属于下吸式固定床气化炉优点的是（）。（5.0分） A.气化效率高 B.燃气热值高 C.焦油量较低 D.热利用率高 我的答案：C√答对 4.固定床气化过程中，下列哪个是生物质反应的第一阶段？（ 5.0分）
A.干燥层 B.热解层 C.氧化层 D.还原层 我的答案：A√答对 5.固定床气化炉中提供主要热源的是（）。（5.0分） A.干燥层 B.热解层 C.氧化层 D.还原层 我的答案：C√答对 6.生物质的元素组成中，与煤炭相比，下列哪个元素的含量比较高？（5.0分） A.C B.H C.O D.S 我的答案：C√答对 7.生物质气化生产的可燃气体主要用于发电。目前小型系统常采用（）气化炉和（）发电。（5.0分） A.固定床；燃气轮机
B.流化床；燃气轮机 C.流化床；内燃机 D.固定床；内燃机 我的答案：D√答对 8.秸秆的化学组成中，下列哪个组成含量最高？（5.0分） A.纤维素 B.半纤维素 C.木质素 D.提取物 我的答案：A√答对 9.下列哪个不属于生物质的热转化技术？（5.0分） A.燃烧技术 B.气化技术 C.热解技术 D.沼气技术 我的答案：D√答对 10.在气化技术路线中，通常规模最小的是？（5.0分） A.下吸式固定床 B.上吸式固定床 C.流化床
生物质气化发电技术
生物质气化发电技术 1.气化发电的工作原理及工艺流程 1.1气化发电工作原理 生物质气化发电技术的基本原理是把生物质转化为可燃气，再利用可燃气推动燃气发电设备进行发电。它既能解决生物质难于燃用而又分布分散的缺点，又可以充分发挥燃气发电技术设备紧凑而污染少的优点，所以是生物质能最有效最洁净的利用方法之一。 气化发电过程包括三个方面，一是生物质气化，把固体生物质转化为气体燃料；二是气体净化，气化出来的燃气都带有一定的杂质，包括灰份、焦炭和焦油等，需经过净化系统把杂质除去，以保证燃气发电设备的正常运行；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。 生物质气化发电技术是生物质能利用中有别于其他可再生能源的独特方式，具有三个方面特点：一是技术有充分的灵活性，由于生物质气化发电可以采用内燃机，也可以采用燃气轮机，甚至结合余热锅炉和蒸汽发电系统，所以生物质气化发电可以根据规模的大小选用合适的发电设备，保证在任何规模下都有合理的发电效率。这一技术的灵活性能很好地满足生物质分散利用的特点；二是具有较好的洁净性，生物质本身属可再生能源，可以有效地减少CO2、SO2等有害气体的排放。而气化过程一般温度较低（大约在700-900oC），NOx
的生成量很少，所以能有效控制NOx的排放；三是经济性，生物质气化发电技术的灵活性，可以保证该技术在小规模下有效好的经济性，同时燃气发电过程简单，设备紧凑，也使生物质气化发电技术比其他可再生能源发电技术投资更小，所以总的来说，生物质气化发电技术是所有可再生能源技术中最经济的发电技术，综合的发电成本已接近小型常规能源的发电水平。典型的生物质气化发电工艺流程如图1-1所示。 图1-1气化发电系统流程图 生物质循环流化床气化发电装置主要由进料机构，燃气发生装置，燃气净化装置，燃气发电机组、控制装置及废水处理设备六部分组成： 进料机构：进料机构采用螺旋加料器，动力设备是电磁调速电机。螺旋加料器既便于连续均匀进料，又能有效地将气化炉同外部隔绝密封起来，使气化所需空气只由进风机控制进入气化炉，电磁调速电机则可任意调节生物质进料量。
生物质气化技术
生物质气化技术 一、常见生物质气化炉类型 1、生物质气化按照使用的气化炉类型不同分为固定床气化和 流化床气化两种。固定床气化炉是将切碎的生物质原料由 炉子顶部加料口投入固定床气化炉中，物料在炉内基本上 是按层次地进行气化反应。反应产生的气体在炉内的流动 要靠风机来实现，安装在燃气出口一侧的风机是引风机， 它靠抽力（在炉内形成负压）实现炉内气体的流动；靠压 力将空气送入炉中的风机是鼓风机。固定床气化炉的炉内 反应速度较慢。按气体在炉内流动方向，可将固定床气化 炉分为下流式（下吸式）、上流式（上吸式）、横流式（横 吸式）和开心式四种类型。 a、 下流式固定床气化炉示意
气固呈顺向流动。运行时物料由上部储料仓向下移动，边移动边进行干燥与热分解的过程。在经过缩嘴时，与喷进的空气发生燃烧反应，剩余的炭落入缩嘴下方，与气流中的CO2, 和水蒸气发生反应产生CO 和H2。可以看出，下吸式气化炉中的缩嘴延长了气相停留时间，使焦油经高温区裂解，因而气体中的焦油含量比较少；同时，物料中的水分参加反应，使产品气中的H2含量增加。 b、 上流式固定床气化炉示意 气固呈逆向流动。在运行过程中湿物料从顶部加入后被上升的热气流干燥而将水蒸气带走，干燥后的原料继续下降并经热气流加热而迅速发生热分解反应。物料中的挥发分被释放，剩余的炭继续下降时与上升的CO2及水蒸气发生反应产生CO和H2。在底部，余下的炭在空气中燃烧，放出热量，为整个气化过程供热。由图2 , 可见，上吸式气化炉具有结构简单，操作可行性强的优点，但湿物料从顶部下降时，物料中的部分水分被上升的热气流带走，使产品气中H2的含量减少 横流式固定床气化炉示意
【创新案例】生物质热解气化技术
【创新案例】生物质热解气化技术 1背景 随着日益严峻的环境污染问题，各国政府都越发重视可再生能源的开发与应用。生物质气化技术作为新一代生物质利用技术，具有能源转化效率高、设备简单、投资少、易操作、占地面积小、不受地区、燃料类型和气候限制等特点，在为工业生产提供生产必须的电和热(热水/蒸汽)的同时，副产品可被用于制备炭基肥、活性炭及冶金行业保温材料等。项目环保性能和经济性能俱佳，对于降低工业生产用能成本，促进我国能源利用朝着绿色可持续方向迈进具有重要意义。 2解决方案 费曼能源采用国际领先的全新一代生物质气化技术，该技术通过精准控制热解可以将生物质转化为高品质合成气，合成气可用于燃烧生产工业生产必须的电能及热能(热水/蒸汽)，副产品生物炭具有较高的商业利用价值。由于副产品的高效利用可显著降低电能及热能的生产制备成本，在帮助工业企业实现低碳化绿色生产的同时，显著降低工业企业用能成本。目前，可利用的生物质原料包括:稻壳、竹屑、木屑、烟叶梗、山核桃壳、棕榈壳、椰子壳、玉米芯渣、甘蔗渣、柚子壳、酒糟、制药残渣、造纸剩余物、干化污泥、高聚物废弃物等。3生物质热解气化反应原理4设备示意图5技术对比与其他
生物质供热应用方式相比，生物质热解气化的优势如下:6案例根据国家及江苏省政府清洁能源替代燃煤锅炉的相关政策，江苏泰兴化工园区内的多家化工企业，急需淘汰燃煤锅炉。费曼能源作为项目所有者及实施方，以“生物质天然气”多能互补方式，以稻壳为原料，为园区企业提供热蒸汽等清洁能源，副产物稻壳炭作为保温材料销售给钢厂或有机肥公司。 项目地点：江苏泰兴项目规模：18t/h(15t/h 备用)原料用量：2.66万吨/年蒸汽产量：6.45万吨/年稻壳碳/灰分量：0.63 万吨/年客户类型：食品、化工、印染、电池等所有生产用热企业解决问题：(1)降低企业用能成本，吨蒸汽使用成本降低20元/吨以上(2)降低企业清洁化改造成本，蒸汽管网直接连通各用热企业 (3)帮助企业实现绿色生产，彻底杜绝自备锅炉环保不达标而造成的非生产性停产。技术创新：“生物质天然气”多能互补方式该项目的产品分为能源产品(热蒸汽)和副产品(稻壳炭)。其中能源产品是客户主要的需求，副产品销往附近钢厂用于熔炼工艺保温材料，为项目创造另一部分收益。稻壳炭还可进一步深加工，做成炭基肥等，真正实现(农业能源环保)循环经济生态圈。
生物质气化技术发展分析
文章编号:0253?2409(2013)07?0798?07 收稿日期:2013?06?09;修回日期:2013?06?24三 基金项目:国家科技支撑计划(2012BAA 09B 03);国家自然科学基金(51176194)三 联系作者:阴秀丽,E?mail :xlyin @https://www.360docs.net/doc/e117244531.html, 三 生物质气化技术发展分析 吴创之,刘华财,阴秀丽 (中国科学院广州能源研究所中国科学院可再生能源重点试验室,广东广州 510640) 摘 要:生物质气化技术在世界范围内得到了广泛应用三研究综述了生物质气化技术的发展现状和应用情况,阐明了生物质气化技术目前存在的主要问题;对中国生物质气化生活供气和工业供气典型项目的经济性进行了分析,在此基础上对中国生物质气化技术应用前景进行了展望;结合中国生物质气化产业发展面临的新形势,为生物质气化产业的发展提出建议三关键词:生物质;气化技术;气化应用;现状;前景中图分类号:TK 6 文献标识码:A Status and prospects for biomass gasification WU Chuang?zhi ,LIU Hua?cai ,YIN Xiu?li (Key Laboratory of Renewable Energy ,Guangzhou Institute of Energy Conversion , Chinese Academy of Sciences ,Guangzhou 510640,China ) Abstract :Biomass gasification for energy utilization has been wildly used.The development and applications of biomass gasification technologies were reviewed in this paper.Special attention was paid to major problems encountered in practical use.A comparison of economical performances of gas supply for livelihood and industry was made.The prospects of biomass gasification in China were put forward.Taking into account the new situation ,several suggestions were given for the development of biomass gasification industry.Key words :biomass ;gasification ;applications ;status ;prospects 1 国外生物质气化技术发展现状 1.1 技术现状 经过几十年的发展,欧美等国的生物质气化技术取得了很大的成就三生物质气化设备规模较大,自动化程度高,工艺较复杂,主要以供热二发电和合成液体燃料为主,目前,开发了多系列已达到示范工厂和商业应用规模的气化炉三生物质气化技术处于领先世界水平的国家有瑞典二丹麦二奥地利二德国二美国和加拿大等三欧洲和美国在生物质气化发电和集中供气已部分实现了商业化应用,形成了规模化产业经营三20世纪80年代末90年代初,主要利用上吸式和下吸式固定床气化炉来发电或供热,规模大都较小三由于下吸式产气焦油含量较低,近来已逐渐占据主导地位,尤其以发电为目的时,主要在中国和印度使用三近年的大中型气化发电系统多采用常压循环流化床,容易扩大,原料适应性好,对原料尺寸和灰分要求不高三空气气化常用于发电和供热,富氧气化常用于气化合成,加压气化则用于IGCC (整体气化联合循环发电系统)二气化合成燃料或化工品三在过去的二三十年里,欧洲和北美的研究和 技术都有了显著的进展,建立了一批示范或商业工程,部分典型工艺和应用见表1三1.2 应用情况 生物质气化目前主要应用于供热二窑炉二发电和合成燃料,具体见图1三各种应用的规模都在增长,CHP (热电联产)的增长尤其快,已成为目前最主要的利用方式三除了上述技术,生物质气化还有其他新型利用,比如燃料电池等三 从20世纪80年代起,生物质气化被美国二瑞典和芬兰等国应用于水泥窑和造纸业的石灰窑,既能保证原料供给又能满足行业需求,这种应用方式简单可靠,具有较强的竞争力,但应用却不多三 20世纪90年代起,生物质气化开始被应用于 热电联产,多用柴油或燃气内燃机,对燃料品质和系统操作的要求较高,成本也较高,其应用推广受到限制,常常需要政府的支持和补贴三受煤的IGCC 应用结果的推动,生物质IGCC 成为90年代的关注热点,IGCC 系统有望在中等成本和中等规模下提供高发电效率,研究者对其进行了大量的研究并建设了几个示范工程,主要集中在欧洲,但由于系统运行 第41卷第7期2013年7月 燃 料 化 学 学 报 Journal of Fuel Chemistry and Technology Vol.41No.7 Jul.2013
生物质能发电简述
生物质能发电工艺简述编写：王旭
一、发展生物质能意义 人类在经济持续发展过程中正面临着人口、资源和环境的巨大压力。能源的开发、利用与这三大因素密切相关。这一问题的核心是如何使能源、社会、经济、环境协调和可持续发展。目前，世界上使用的能源主要为矿物能源，其中包括煤炭、石油、天燃气。矿物能源的不断开发将最终导致能源短缺，矿物能源的大量使用也造成全球环境污染严重等问题。 生物质能源的开发利用早已引起世界各国政府和科学家的关注。国外生物质能研究开发工作主要集中于气化、液化、热解、固化和直接燃烧等方面。许多国家都制定了相应的开发研究计划，如日本的阳光计划、印度的绿色能源工程、美国的能源农场和巴西的酒精能源计划等发展计划。其它诸如加拿大、丹麦、荷兰、德国、法国、芬兰等国，多年来一直在进行各自的研究与开发，并形成了各具特色的生物质能源研究与开发体系，拥有各自的技术优势。 我国生物质能研究开发工作，起步较晚。随着经济的发展，开始重视生物质能利用研究工作，从八十年代起，将生物质能研究开发列入国家攻关计划，并投入大量的财力和人力。已经建立起一支专业研究开发队伍，并取得了一批高水平的研究成果，初步形成了我国的生物质能产业。 我国现有森林、草原和耕地面积41.4亿公顷，理论上生物质资源可达65亿吨/年以上。以平均热值为15,000kJ/kg计算，折合理论资源最为32.5亿吨标准煤，相当于我国目前年总能耗的3倍以上。
生物质能是一个重要的能源，预计到下世纪，世界能源消费的40%来自生物质能，我国农村能源的70%是生物质，我国有丰富的生物质能资源，仅农村秸杆每年总量达6亿多吨。随着经济的发展，人们生活水平的提高，环境保护意识的加强，对生物质能的合理、高效开发利用，必然愈来愈受到人们的重视。因此，科学地利用生物质能，加强其应用技术的研究，具有十分重要的意义。 二、生物质能发电工艺 生物质发电在发达国家己受到广泛重视，在奥地利、丹麦、芬兰、法国、挪威、瑞典等欧洲国家和北美，生物质能在总能源消耗中所占的比例增加相当迅速。目前国内外生物质能发电主要工艺分三类：生物质锅炉直接燃烧发电、生物质～煤混合燃烧发电和生物质气化发电。 1. 生物质锅炉直接燃烧发电 目前国内外广泛应用的秸秆直燃技术为振动炉排直接燃烧炉，该技术在国外已经有成熟经验，并已大量投产。目前国内一些锅炉厂家也拥有这项技术，但还处于起步阶段没有投产经验。 振动炉排秸秆直燃炉的工艺流程：粗处理后的燃料经给料机送入炉堂，燃料自然落入炉排前部，在此处由于高温烟气和一次风的作用逐步预热、干燥、着火、燃烧。燃料边燃烧边向炉排后部运动，直至燃尽，最后灰渣落入炉后的除渣口。 直燃炉易存在的问题：由于秸秆灰中碱金属和氯的含量
生物质气化技术
在原理上，气化和燃烧都是有机物与氧发生反应。其区别在于，燃烧过程中氧气是足量或者过量的，燃烧后的产物是二氧化碳和水等不可再燃的烟气，并放出大量的反应热，即燃烧主要是将生物质的化学能转化为热能。而生物质气化是在一定的条件下，只提供有限氧的情况下使生物质发生不完全燃烧，生成一氧化碳、氢气和低分子烃类等可燃气体，即气化是将化学能的载体由固态转化为气态。相比燃烧，气化反应中放出的热量小得多，气化获得的可燃气体再燃烧可进一步释放出其具有的化学能。 生物质气化技术首次商业化应用可追溯1833年，当时是以木炭作为原料，经过气化器生产可燃气，驱动内燃机应用于早期的汽车和农业灌溉机械。第二次世界大战期间，生物质气化技术的应用达到了高峰，当时大约有100万辆以木材或木炭为原料提供能量的车辆运行于世界各地。我国在20世纪50年代，由于面临着能源匮乏的困难，也采用气化的方法为汽车提供能量。 20世纪70年代，能源危机的出现，重新唤起了人们对生物质气化技术的兴趣。以各种农业废弃物、林业废弃物为原料的气化装置生产可燃气，可以作为热源，或用于发电，或生产化工产品（如甲醇、二甲醚及氨等）。 生物质气化有多种形式，如果按照气化介质分，可将生物质气化分为使用气化介质和不使用气化介质两大类。不使用气化介质称为干馏气化；使用气化介质，可按照气化介质不同分为空气气化、氧气气化、水蒸气气化、水蒸气-氧气混合气化和氢气气化等。 生物质气化炉是气化反应的主要设备。生物质气化技术的多样性决定了其应用类型的多样性。在不同地区选用不同的气化设备和不同的工艺路线来使用生物质燃气是非常重要的。生物质气化技术的基本应用方式主要有以下四个方面：供热、供气、发电和化学品合成。生物质气化供热是指生物质经过气化炉气化后，生成的生物质燃气送各入下一级燃烧器中燃烧，为终端用户提供热能。此类系统相对简单，热利用率较高。
生物质高温热解气化装置的研制
2013届毕业设计论文 课题名称生物质高温热解装置的研制 院（系）机械与动力工程学院 专业过程装备与控制工程 姓名高豪杰 学号 起讫日期2013-2-20至2013-6-10 指导教师 2013年 6月 8 日
第1章前言 能源是人类生产和生活必需的基本物质保障，是确保人类社会文明进步和经济发展最为重要的物质基础。能源和环境问题已成为全球关注的焦点，随着我国能源消耗的迅速增长，化石燃料的大量使用带来了严重的环境污染。将生物质能源转化各种清洁能源和化工产品，减少对于化石能源的依赖，是轻环境造成的重要污染。目前，世界各国都在致力于开发高效、无污染的生物质能利用技术，以保护本国的矿物能源资源，为实现国家经济的可持续发展提供根本保障。 与煤炭和石油天然气等化石燃料相比，生物质的特点是是低固定碳、高挥发分、低灰分。生物质的化学活性较好，硫含量低，生物质的这些特性决定了它十分适宜进行热解气化。生物质能的转换利用形式主要包括化学转化、物理转化和生物转化，涉及热解、气化、液化、成型和直接燃烧等技术。在众多技术中，生物质高温热解气化是实现生物质高效及清洁利用的重要途径，通过生物质在高温条件下热解可以产生中热值的合成气，并用于供热、发电和作为化工合成原料气，具有广阔的应用前景。 1.1生物质能的特点 1.1.1 可再生性 生物质能属可再生资源，生物质能由于通过植物的光合作用可以再生，与风能、太阳能等同属可再生能源，资源丰富，可保证能源的永续利用。在各种可再生能源中，生物质是唯一可再生的碳资源。 1.1.2 低污染性 与矿物燃料相比，它的挥发分高，炭活性高，含硫量和灰分都比较低，因此燃烧过程中生成的SO X、NO X较少。生物质作为燃料时，其生长时需要的CO2相当于它排放的CO2的量，因而对大气的CO2净排放量近似于零，可有效地减轻温室效应。
生物质气化技术的应用现状及其发展趋势
生物质气化技术的现状及其发展 建环0902 U200916245丁天驰 摘要：介绍了生物质气化的基本原理及有关气化工艺，阐述了常见的生物质气化反应器（气化炉）工作原理及其优缺点，解释了气化剂、原料粒径、温度、压力等操作条件对生物质气化的影响，最后讨论了目前生物质气化技术存在的问题并进行展望。 亟待解决的问题. 关键词：生物质；气化；应用现状；发展趋势；流化床；双流化床 生物质是重要的可再生能源,它分布广泛,数量巨大。但由于它能量密度低，又分散，所以难以大规模集中处理，这正是大部分发展中国家生物质利用水平低下的原因。生物质气化发电技术（BGPG）可以在较小的规模下实现较高的利用率，并能提供高品位的能源形式，特别适合于农村、发展中国家和地区，所以是利用生物质的一种重要技术，是一个重要的发展方向。中国由于地域广阔，生物质资源丰富而电力供应相对紧张，生物质气化发电具有较好的生存条件和发展空间，所以在中国大力发民展生物质气化发电技术可以最大限度地体现该技术的优越性和经济性。 生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物。生物质能是太阳能以化学能形式储存在生物质中的能量形式，以生物质为载体的能量。化石燃料的使用带来了一系列的环境、社会和政治问题，而生物质能具有清洁性、充足性、可再循环、易于储存和运输、便于转换等优点，因此被认为是21世纪最具发展前景的新能源之一。生物质气化是生物质能化学转化利用的重要方面。 1 生物质气化技术 1.1 生物质气化简介 生物质气化是指固态生物质原料在高温下部分氧化的转化过程。该过程直接向生物质通气化剂，生物质在缺氧的条件下转变为小分子可燃气体。所用气化剂不同，得到的气体燃料也不同。目前应用最广的是用空气作为气化剂，产生的气体主要作为燃料，用于锅炉、民用炉灶、发电等场合。通过生物质气化可以得到合成气，可进一步转变为甲醇或提炼得到氢气。 生物质热解气化技术最早出现于18世纪末期，首次商业化应用可以追溯到1833年，当时以木炭作为原料，经过气化器生产可燃气，驱动内燃机。第二次世界大战期间，生物质气化技术达到顶峰。20世纪70年代世界能源危机后，发达国家为减少环境污染，提高能源利用效率，解决矿物能源短缺提供新的替代技术，又重新开始重视开发生物质气化技术和相应的装置。人们发现，气化技术非常适用于生物质原料的转化。生物质气化反应温度低，可避免生物质燃料燃烧过程中发生灰的结渣、团聚等运行难题。在1992年召开的世界第15次能源大会上，确定生物质气化利用作为优先开发的新能源技术之一。 1.2 生物质气化过程 随着气化装置类型、工艺流程、反应条件、气化剂种类、原料性质等条件的不同，生物质气化反应过程也不相同，但是这些过程的基本反应包括固体燃料的干燥、热解反应、还原反应和氧化反应四个过程。生物质原料进入气化器后，首先被干燥。在被加热到100℃以上时，原料中的水分首先蒸发，产物为干原料和水蒸气。温度升高到300℃以上时开始发生热解反应。热解是高分子有机物在高温下吸热所发生的不可逆裂解反应。大分子碳氢化合物析出生物质中的挥发物，只剩下残余的木炭。热解反应析出挥发分主要包括水蒸气、H2、CO、CH4、焦油及其他碳氢化合物。热解的剩余物木炭与被引入的空气发生反应，同时释放大量的热以支持生物质干燥、热解及后续的还原反应进行，氧化反应速率较快，温度可达1000～1200℃，其他挥发分参与反应后进一步降解。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还原反应，生成氢气和一氧化碳等。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。还原反应是吸热反应，温度将会降低到700～
生物质气化发电项目建议书
徐州绿洁能源科技有限公司24MW生物质气化发电项目 项目建议书 2015年4月
1、概述 1.1项目背景 1.1.1项目名称 24MW生物质气化发电项目 1.1.2承办单位 徐州绿洁能源科技有限公司 1.1.3项目建设背景、意义 能源是人类社会存在与发展的物质基础，是维持和发展社会经济、人类生活及物质文明的最基本因素，人们的各种生产活动和日常生活都离不开能源。随着人类社会的发展，能源消耗量不断增加。尤其是近一百年来，产业革命后工业的大发展及全世界人口的增长，使得人类对能源的消耗量急剧增长。 人类目前使用的主要化石能源有煤炭、石油、天然气三种，据国际能源机构统计，地球上这三种能源供人类开采的年限分别只有240年、40年和50年。我国煤炭的剩余可开采储量仅为1390亿吨标准煤。按照目前的开采速度只能维持83年。目前我国石油的进口依存度也已超过40%。 今天，人类正面临着经济增长和环境保护双重压力，能源问题是当今世界各国共同面临的关系国家安全和经济社会可持续发展的中心议题。生物质能作为世界一次能源消费中的第四大能源资源，是唯一可存储和运输的可再生能源，在人类未来的能源系统中将占重要地位。 生物质能是由植物与太阳的光合作用而贮存于地球上植物中的太阳能。据估算，植物每年贮存的能量相当于世界主要燃料消耗的10倍，而现在作为
能源的利用量还不到其总量的1%。生物质能与化石能源均属一次能源。在现代社会中实际使用的多为二次能源，如“过程性能源”——电能，“含能体能源”——柴油和汽油等。因此在开发利用生物质能的过程中，生物质高效率、低成本地转化为二次能源是生物质现代化利用的核心。改变我国现有的能源生产消费模式，利用生物质能转换技术，生产各种清洁能源，以替代煤炭、石油、天然气等化石能源，建立可持续发展的能源系统，对于保障我国未来能源安全、促进我国经济发展和环境保护具有十分重要的现实意义和战略意义。 1.1.4项目建设的必要性 （1）本项目建设对于缓解我国目前的能源供需矛盾是必要的 随着经济发展和人口增长，我国能源消费量不断增长。按目前的开采速度，我国剩余煤炭储量仅能开采83年。我国石油储量仅占世界储量的2%，如按2000年年开采量计算，到2020年我国石油资源将枯竭。而2020年我国石油需求将达3.6亿吨。这势必对我国能源安全造成影响，成为制约我国经济社会发展的巨大障碍。本项目建设每年将节省8万吨标准煤，部分副产品可替代石油产品。 （2）本项目建设对缓解我国电力供应紧张状况是十分必要的 我国在电力供应方面存在较大缺口，要实现2020年国民经济翻两番的目标，保障可靠的电力供应是必备条件。因地制宜地利用当地生物质能资源，建立分散独立的离网或并网电站，有助于保证电力供应，保障电网电力供应安全。本项目建设将有效缓解沛县周边地区用电紧张状况。 （3）本项目建设对于环境保护是必要的 生物质能属清洁能源，对减少温室气体及其它有害气体排放和国家环境
生物质气化发电
生物质气化发电
一生物质气化合成气与煤混合燃烧发电技术 间接混合燃烧是先把生物质气化为清洁的可燃气体，然后与煤粉混燃。 在欧洲，生物质与煤间接混合燃烧技术目前已进入商业化运行，技术上被认为是相当成熟。例如，位于奥地利Styria的Zeltweg电厂，采用循环流化床技术，以空气为气化剂气化木柴，产生可燃气体输入锅炉的燃烧室和烟煤一起燃烧，超过5000t 的生物质被气化和燃烧，目前系统运行效果良好。此外，芬兰的Lahti电站与荷兰的Amer电站的9号机组，均是生物质与煤间接混燃技术成功运用的案例。 目前国内已建的生物质电厂主要以生物质直接燃烧发电和并联燃烧发电为主。气化混燃电厂大多还处在示范工程研究阶段。在气化混燃电厂中，从气化炉中产出的生物质气是由N2、CO、CO2、CH4、C2H2-6、H2 和H2O 组成的混合气体，其中N2 占到50%。生物质气的热值决定于给料的水分含量。 与其它混燃技术相比，生物质间接混燃具有生物质燃料适用范围广的优点，同时基于气化的混燃能够避免直燃过程中燃料处理、燃料输送等带来的问题、还可缓解锅炉结渣等问题。另外，采用这种方法，使得煤灰和生物质灰分开了，煤灰成分不受影响。 生物质与煤间接混燃技术可以应用于现有不同容量的电站燃煤锅炉，并且对现有锅炉的改动很小，运行灵活性较高。目前，我国的生物质储量巨大，国内许多小型火电厂效率低、污染严重，可以通过增加生物质气化系统实现生物质气与煤混合燃烧，既可以大规模地处理富余的生物质资源，又可以与我国现有的小型燃煤电站的改造结合起来，非常符合我国的国情。 二国内外生物质整体气化联合循环发电 2.1国外生物质整体气化联合循环发电示范项目介绍 2.1.1 美国 Battelle 美国在利用生物质能发电方面处于世界领先地位。美国建立的Battelle生物质气化发电示范工程代表生物质能利用的世界先进水平，生产一种中热值气体，不需要制氧装置，此工艺使用两个实际上分开的反应器：①气化反应器，在其中生物质转化成中热值气体和残炭；②燃烧反应器，燃烧残炭并为气化反应供热。两个反应器之间的热交换载体由气化炉和燃烧室之间的循环
生物质能源化学转化技术与应用研究进展
生物质能源化学转化技术与应用研究进展 摘要随着全球能源的紧缺和化石燃料使用带来的环境污染的加剧，生物质作为可替代化石能源的可再生能源之一，其使用范围越来 越广泛。介绍了生物质及生物质能的基本概念。综述了生物质能的直接燃烧。气化。液化。热解等热化学转化技术，并对这些技术的应 用与前景进行了阐述。针对生物质能在转化和利用中存在的问题，提出了相应的解决措施。关键词环境污染; 生物质; 化学转化 能源是现代社会赖以生存和发展的基础，能源的供给能力密切关系着国民经济的可持续发展，是国家战略安全保障的基础之一。我国目前主要能源来自于煤。石油。天然气等化石能源，化石能源作为一次性能源，其燃烧造成空气污染，大气变暖。海平面上升和酸雨等环境问题。国务院能源研究所对未来15年内能耗总量的预测，2020 年煤炭采耗30亿t，我国煤资源 还能维持数十年，而我国的石油需求将达到4.5-6.0亿t，进口依存度将超过50%;30-40年内，石油资源将无法满足人类的需要，还有天然气缺口367亿m^3。因此，迫切需要一种新的清洁可再生能源来代替化石能源。我国有丰富的可再生能源资源且种类齐全，从生物质能。水能。风能。太阳能热和发电到地热，已经实现可再生能源供应多元化。但是，由于水能和地热能有地域限制，全面发展很困难; 我国大型风力发电机的设计和制造与国际先进技术相比还存在一定差距，主要问题是单机容量小。关键技术依赖进口。零部件质量有待提高; 太阳能光伏发电技术发电成本大约是我国常规电力成本的10倍左右，在我国太阳能光伏发电主要用于解决新疆。西藏等偏远无电离网地区的居民用电。然而，生物质能是可再生且不会增加温室气体的低硫燃料，还可减少环境公害，与其他可再生能源相比，利用技术上的难题较少。因此，从生物质能的特点看，开发和使用生物质能源，符合可持续的科学发展观和循环经济的理念。 1生物质和生物质能 生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体，包括所有的动植物和微生物以及农林废弃物和城市固体有机垃圾等。生物质的硫含量、氮含量低，燃烧过程 生成的SO 2、NO X 较少，由于其CO 2 的排放量与其生长时吸收的量相当，可有效减 轻温室效应和环境污染。生物质能是以生物质为载体的能量，它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用。地球上的植物每年通过光合作用合成大约1400-1800Gt的干生物质，其中蕴含的能量可达目前全球每年总能耗的 10 倍，在世界能耗中生物质能约占14%，在不发达地区占60%以上。全世界约20 亿人90%以上的生活能源是生物质能。我国生物质能资源量每年4.87亿t油当量，其中有约3.7亿t可用于发电和供热，占总量的76%。目前全球生物质能消费量仅次于煤、石油、天然气，居第四位。生物质能具有许多优点:生物质能资源分布十分广泛，远比石油丰富，且可不断再生;从生物质能资源中提取或转化得到的能源载体更具有市场竞争力;开发生物质能源资源，可以促进经济发展，提高就业机会，具有经济与社会双重效益; (在贫瘠或被侵蚀的土地上种植能源作物或植被，可以改良土壤。改善生态环境。提高土地的利用程度。城市内燃机车辆使用从生物质资源提取或生产出的甲醇。液态氢，有利于环境保护。生物质能的开