生物质能发电技术与装备
生物质能发电原理

生物质能发电原理生物质能发电是一种利用生物质作为燃料来发电的技术。
生物质包括植物、动物等有机物质,如木材、农作物废弃物、食品废料等。
利用这些生物质作为燃料来发电,不仅可以有效回收利用有机废弃物,还可以减少对传统化石燃料的依赖,降低温室气体排放,具有重要的环境和经济效益。
一、生物质能燃烧发电原理生物质能燃烧发电是目前最常用的生物质能发电技术。
其基本原理是通过燃烧生物质燃料释放的热能来获得蒸汽,进而驱动涡轮发电机发电。
其具体过程如下:1. 原料处理:生物质燃料经过破碎、干燥等处理工序,得到适合燃烧的小颗粒物。
2. 燃烧过程:将处理后的生物质颗粒物送入锅炉,进行燃烧。
在燃烧过程中,生物质燃料中的可燃物质在氧气的存在下发生反应,产生高温和燃烧产物,其中最主要的产物是二氧化碳和水蒸气。
3. 热能转化:锅炉中的燃料燃烧释放的热能被传递给水,使水转化为高温高压的蒸汽。
4. 涡轮发电机组:高温高压的蒸汽推动涡轮发电机组转动,通过转动的涡轮产生电能。
5. 发电输送:发电机组产生的电能通过输电网输送到用户端,为人们的生活和生产提供电力支持。
生物质能燃烧发电技术具有成熟的产业化应用,其中关键的环节是燃烧过程和热能转化。
优化燃烧过程和提高热能转化效率是提高生物质能发电效率的重要手段。
二、生物质气化发电原理除了燃烧发电,生物质气化发电是另一种常见的生物质能发电技术。
该技术通过将生物质颗粒物在高温和缺氧条件下转化为可燃气体,再利用气体发电。
其具体过程如下:1. 生物质气化:生物质燃料经过粉碎、干燥等处理工序后,进入气化炉。
在气化炉中,生物质在高温和缺氧条件下发生热解和干馏反应,生成可燃的合成气体,主要成分为一氧化碳、氢气和甲烷等。
2. 合成气净化:气化产生的合成气中含有较多的杂质,需要进行除尘、脱硫、脱氮等处理,以便保护后续设备的正常运行。
3. 合成气发电:经过净化后的合成气进入内燃机或燃气轮机,产生动力,驱动发电机发电。
生物质能及应用技术

生物质能及应用技术随着能源的不断消耗,人们日益关注生物质能,它可以从生物质资源中提取利用,满足人们对电力、热力、燃料、发展产业和提升社会经济发展水平的需求。
生物质能不仅可以作为替代燃料,而且还以清洁、可再生的原则提供电力、热力和动力支持。
生物质能技术的研究有多个方面,包括能源的可持续利用,化学反应过程的开发和优化,能量转化和储存系统的构建;改进的生物质燃料技术,以减少碳排放;提高生物质的深加工性能,解决实用问题;以及建立生物质能技术的完整工业系统。
现有的生物质能技术可以分为四大类:生物质能源发电技术、生物质燃料技术、生物质储能技术、生物质制品技术。
一、生物质能源发电技术生物质能源发电利用多种生物质资源,如植物秸秆、木材和芦苇,经过燃烧、气化或液化等反应,将生物质资源转换为可使用的电能。
目前用于生物质能发电的发电厂系统有燃烧发电机、液化发电机、燃气轮机和汽轮机等,它们都对环境友好,产生的热能可以及时应用,降低能源的损耗。
二、生物质燃料技术生物质燃料可以直接用于喷油引擎、柴油机和其他燃烧设备,替代传统的燃料。
生物质燃料可以植物油或动物油等类型植物或动物产品合成,也可以直接转化藻类、木材和秸秆,以减少对地质燃料的依赖。
生物质燃料的工业化生产,现已形成了一条复杂的生物质能供应链,包括种植、采集、运输、转化、加工、储存、配送和使用等环节。
三、生物质储能技术生物质储能是将生物质资源利用转化为可用的电能,它有两个主要部分:首先,转化生物质资源为燃料,然后将燃料利用不同的转换方法(如燃烧、发酵、气化、液化等)转变为电能。
生物质储能技术的关键在于发掘和研发生物质转化和储存的新技术,有效增加生物质转化的效率,建立一个经济可行的生物质能储存系统。
四、生物质制品技术生物质制品技术是通过研究和改造生物质资源,制造出新材料和新产品,有效提高传统资源的利用率,为资源枯竭形势提供解决方案。
如,将植物秸秆转化为纤维素纤维,使用新材料制作纸张、布料和塑料;将木材和其他植物转化成汽油,为汽车发动机提供有效的动力;利用微生物进行催化,将生物质分解成细胞内高附加值的有机物质,为农业及医药界提供新的原料。
生物质发电的技术与装备

江苏宿迁生物质直燃发电项目:: 建设规模: 22××1212MW+2MW+2××75t/h75t/h生物质直燃锅炉,年发电量约 1.631.63亿千瓦时。 技术:采用自主研发的生物质直燃锅炉。 燃料 :稻秆、麦秆、花生壳等,年耗秸秆1717——2020万吨 20062006年 1212月第一台锅炉点火。
生物质气化发电系统流程图
广州能源研究所在江苏兴化建设的44MWMW的稻壳IGCCIGCC电厂, 是科技部““863863””示范项目。 规模:11台循环流化床气化炉 ,1111××400400KW+1KW+1××600KW600KW内燃机,配有余热 锅炉和蒸汽轮机发电。 20052005年1010月投产 主要燃料:稻 壳和棉杆,每年可利用生物质3.23.2万吨(干),年发电量28002800 万kWh
气化发电
• 气化发电控制室 • 气化发电厂
气化发电
在气化炉内,生物质转化 为可燃气体,温度约800oC 气体的主要成分: H2, CO, N2, H2O, CO2, CH4 可燃气体进行冷却与净化
气化发电
锅炉 生 物 质 炉 统 化 系 气 化 机 发电机 净 蒸汽轮机 发电机
气轮机
气化发电
发电机
直燃发电
混燃发电
混燃炉及配套发电项目
混燃发电
将20%的生物质与化石 燃料(通常是煤)混合 不需要对现有锅炉进行 大的改造,成本低 发电容量:50-100 MW
十里泉发电厂: 20052005年55月,在引进消化丹麦技术的基础上,对#5#5锅炉(( 容量为400400t/ht/h,,配套机组容量140140MWMW))进行了混燃 秸秆的技术改造。 20052005年1212月投入运行 主要混燃燃料 :麦秆和玉米秆,目前锅炉燃烧稳定,运行正常,,每年可燃烧10.510.5 万吨秸秆。
生物质_稻壳、秸杆_气化内燃发电技术及8300生物质发电机组性能

生物质(稻壳、秸杆)气化内燃发电技术及8300生物质发电机组性能第一部分 生物质(稻壳、秸杆)气化内燃发电技术一、生物质发电技术概述人类进入21世纪,长期依赖石油、煤、天然气等化石能带来的源能源危机和环境污染日益突现。
生物质能作为一种可替代传统化石能源的清洁的可再生的能源越来越受到重视。
生物质能是太阳能的一种,是植物通过光合作用,将太阳能转变成化学能贮存在植物体内,常见的且便于利用的生物质有树皮、木屑、农作物秸秆、稻壳、蔗渣、果壳等。
通常作法是将生物质以燃烧、气化或发酵等方式,直接或间接的把植物体内贮存的生物质能转变成电能。
生物质能能够以有形的方式有效存储,与风电、光电等相比较,生物质发电的电能质量好,不具有波动性和间歇性。
用这些废弃的农林作物副产品产生能源用来发电,不但可以解决一定程度的能源短缺,还能解决一定程度的环境污染,变废为宝。
把农业生产原本的“开环产业链”转变成“闭环产业链”,形成一个几乎没有任何废弃物外排的、自我循环的良性闭环,能够消纳处理农业生产的全部废弃物;燃烧后的灰分,以肥料的形式还田;秸秆等燃料成本作为生物质发电企业的主要支出,又直接流向农民。
利用这些生物质气进行发电,在不产生污染的情况下把生物质能转化为电能,达到从低品位能源获取高品位能源的目的,是一项综合利用及节能环保项目,减少环境污染,降低大气温室效应,同时燃烧生物质气可出售CERS指标,获得额外收益。
普遍采用的生物质发电形式有三种,第一种是将生物质直接在锅炉中燃烧产生蒸汽,驱动汽轮机带动发电机发电。
第二种是将生物质气化炉内热解,产生可燃的生物质气驱动内燃机带动发电机发电。
第三种方式是将生物质发酵使其产生沼气,利用沼气驱动内燃机带动发电机发电。
二、生物质燃烧蒸汽锅炉发电与生物质气化发电的综合比较生物质燃烧蒸汽锅炉发电与生物质气化发电是目前利用生物质能源的两种主要方式,各有其利弊与适用性。
下面以稻壳为源料发电为例对这两种技术进行比较:1、技术原理的不同及由此带来的污染问题蒸汽锅炉发电技术方式是采用生物质直接燃烧的方式,通过燃烧产生蒸汽,再用蒸汽再带动汽轮机发电产生电能;生物质气化发电技术则是在密闭高温的条件下将生物质热 解产生可燃的生物质燃气,再将燃气送到气体发动机机燃烧做功。
关于国内外生物质发电产业基本情况的报告

关于国内外生物质发电产业基本情况的报告生物质能源是目前世界上应用最广泛的可再生能源,消费总量仅次于煤炭、石油、天然气,位居第四位,它也是唯一可循环、可再生的炭源。
生物质能发电是现代生物质能开发利用的成熟技术,是通过将生物质能直接燃烧或转化为可燃气体后燃烧,产生热量进行发电的技术。
在欧美等发达国家,生物质能发电已形成非常成熟的产业,成为一些国家重要的发电和供热方式。
我国是农业大国,生物质能资源非常丰富,目前我国的生物质能发电产业处于起步阶段,大力发展以农林剩余物为燃料的生物质发电产业前景广阔,发展这个产业将对我国的社会经济产生深远的影响。
一、生物质能发电概述生物质是植物通过光合作用生成的有机物,包括植物、动物排泄物,垃圾及有机废水等,是生物质能的载体,是唯一一种可储存和可运输的可再生能源。
从化学的角度上看,生物质的组成是C -H化合物,它与常规的矿物能源如石油、煤等是同类,(煤和石油都是生物质经过长期转换而来的),所以它的特性和利用方式与矿物燃料有很大的相似性,可以充分利用已经发展起来的常规能源技术开发利用生物质能,这也是开发利用生物质能的优势之一。
我国生物质能资源相当丰富,仅各类农业废弃物(如秸秆等)的资源量每年即有3.08亿吨标煤,薪柴资源量为1.3亿吨标煤,加上粪便、城市垃圾等,资源总量估计可达6.5亿吨标煤以上。
在今后相当长一个时期内,人类面临着经济增长和环境保护的双重压力,因而改变能源的生产方式和消费方式,用现代技术开发利用包括生物质能在内的可再生能源资源,对于建立持续发展的能源系统,促进社会经济的发展和生态环境的改善具有重大意义。
从环境效益上看,利用生物质可以实现CO2归零的排放,从根本上解决能源消耗带来的温室效应问题。
随着全球环境问题的日益严重,各国主要关心的是生物质能对减少CO2排放上的作用,加上发展速生能源作物有利于改善生态环境,不会遗留有害物质或改变自然界的生态平衡,对今后人类的长远发展和生存环境有重要意义,所以国际上很多国家大都把生物质能利用技术作为一种重要的未来源技术来发展,有的国家,像瑞典等欧洲国家把生物质能作为替代核能的首要选择,对生物质能的研究越来越重视。
生物质能发电技术

力争到2020年达到1600万kW, 走出一条解决电力 短缺与实现生物质能源合理利用的双赢之路。
谢谢!
气化发电技术
• 包括三个方面: 生物质气化 气体净化 燃气发电
气化发电典型流程
沼气发电技术
• 什么是沼气:有机 物质在厌氧条件下,
经过微生物的发酵
作用而生成的一种 可燃气体。
• 沼气发电:它将沼 气用于发动机上,
并装有综合发电装
置,以产生电能和
热能,是有效利用
沼气的一种重要方 式。
禽畜粪便加农作物下料的沼气发电供热工程
燃料电池产生的水蒸汽热量可供消化池加热或采暖用排出废气的热量可用于加热消沼气发电技术沼气发电典型流程湛江生物质能发电厂1缺乏成熟的核心技术和设备到目前为止用于生物质焚烧发电的锅炉及燃料输送系统的技术和设备绝大部分依靠进口国内尚无成熟的产品制造厂家这成为制约我国生物质能发电事业快速发展的瓶颈
生物质能发电技术与应用
混合燃烧技术
• 混合燃烧发电是指将生物质原料应用于燃 煤电厂中,使用生物质和煤两种原料进行 发电,主要有两种方式:直接混合燃烧和 并联混合燃烧。
山东德州垃圾焚烧发电
直接混合燃烧
• 将生物质原料直接送入燃煤锅炉,与煤共 同燃烧,生产蒸汽,带动蒸汽轮机发电。
并联混合燃烧
• 先将生物质原料在气化炉中气化生成可燃 气体,再通入燃煤锅炉,可燃气体与煤共 同燃烧生产蒸汽,带动蒸汽轮机发电。
沼气发电技术
沼气燃料电池由三个单元组成:燃料处理单元、发电单 元和电流转换单元。燃料处理单元主要部件是沼气裂解转化 器(改质器),以镍为催化剂,将甲烷转化为氢气;发电单元 把沼气燃料中的化学能直接转化为电能;电流转换系统主要 任务是把直流电转换为交流电。燃料电池产生的水蒸汽、热 量可供消化池加热或采暖用,排出废气的热量可用于加热消 化池。
生物质发电技术原理

⽣物质发电技术原理⽣物质发电是利⽤⽣物质所具有的⽣物质能进⾏发电,是可再⽣能源发电的⼀种,包括农林废弃物直接燃烧发电、农林废弃物⽓化发电、垃圾焚烧发电、垃圾填埋⽓发电、沼⽓发电等。
世界⽣物质发电起源于 20 世纪 70 年代,当时,世界性的⽯油危机爆发后,丹麦开始积极开发清洁的可再⽣能源,⼤⼒推⾏秸秆等⽣物质发电。
⾃ 1990 年以来,⽣物质发电在欧美许多国家开始⼤⼒发展。
我国是⼀个农业⼤国,⽣物质资源⼗分丰富,各种农作物每年产⽣秸秆 6 亿多吨,其中可以作为能源使⽤的约 4 亿吨,全国林⽊总⽣物量约 190 亿吨,可获得量为 9 亿吨,可作为能源利⽤的总量约为 3 亿吨。
如加以有效利⽤,开发潜⼒将⼗分巨⼤。
⽣物质发电市场空间测算2007-2015 年国家出台相关政策扶持农林⽣物质能源的发展,国家对⾏业的扶持主要从三个⽅⾯:税收优惠,农林⽣物质发电享受占⽐收⼊ 10%的所得税免除和增值税即征即退的优惠;电价补贴,农林⽣物质享受 0.75 元/度的发电收⼊,⾼出⽕电约 0.4 元/度;竞争性保护,政策规定在粮⾷主产区,每个县或者 100 公⾥内不得重复建设⽣物质发电⼚。
从能源局在 2016 年底发布的《可再⽣能源发展“⼗三五”规划》可知,根据⽣物质资源条件,有序发展农林⽣物质直燃发电和沼⽓发电,到 2020 年,农林⽣物质直燃发电装机达到 700 万千⽡,沼⽓发电达到 50 万千⽡。
到 2020 年,⽣物质发电总装机达到 1500 万千⽡,年发电量超过 900 亿千⽡时,其中农林⽣物质发电装机达到 700 万千⽡。
对应⾏业市场空间的预测,我们从投资额和运营收⼊来分析。
投资额: 2015 年底农林⽣物质发电总装机约为 500 万千⽡, 2020 年要达到 700 万千⽡,按照单位装机投资 9000 万/万千⽡,“⼗三五”期间年投资额为 180 亿。
运营收⼊:按照⽣物质发电⼚年利⽤⼩时 6500⼩时(长青⽣物质发电项⽬优质,发电⼩时数达 8000 ⼩时),⼚⾃⽤电率 15%,售电单价为 0.75 元/千⽡时计算,“⼗三五”期间运营收⼊为 1240 亿。
生物质能发电

生物质能发电
生物质能发电是利用生物质资源进行发电的一种可再生能
源技术。
生物质指的是植物的有机物质,包括农作物秸秆、木材、木屑、麦秸、稻壳等。
生物质能发电的过程一般包
括生物质燃烧、气化或发酵等方法,将生物质转化为热能
或燃气,然后通过燃气发动机、蒸汽涡轮机、燃气轮机等
设备产生电力。
生物质能发电的优点包括:1. 可再生性:生物质资源广泛
存在,具有大量的再生潜力,可避免对传统能源的过度依赖。
2. 减少温室气体排放:生物质能发电通过燃烧生物质
释放的二氧化碳,与生物质在生长过程中吸收的二氧化碳
相平衡,使其对全球气候变化的影响较小。
3. 垃圾和农作
物废弃物的综合利用:生物质能发电可以有效利用废弃农
作物和农业生物质废弃物,减少了垃圾的处理负担。
然而,生物质能发电也存在一些挑战和限制。
首先,生物
质资源的供给不稳定,受季节、气候和地理因素的影响较大。
其次,生物质料理过程中产生的废弃物需要妥善处理,以避免对环境造成负面影响。
此外,生物质能发电技术的
成本相对较高,需要进一步的技术进步和规模化生产来降低成本。
总的来说,生物质能发电是一种可持续发展的能源解决方案,对于引导能源结构的转型和减少对化石燃料的依赖具有重要意义。
随着技术的不断进步和经济的发展,相信生物质能发电将在未来发挥更大的作用。
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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、动物和微生物等可以生长的有机物中,它是由太阳能转化而来的。
有机物中除矿物燃料以外的所有来源于动植物的能源物质均属于生物质能,通常包括木材、及森林废弃物、农业废弃物、水生植物、油料植物、城市和工业有机废弃物、动物粪便等。
地球上的生物质能资源较为丰富,而且是一种无害的能源。
地球每年经光合作用产生的物质有1730亿吨,其中蕴含的能量相当于全世界能源消耗总量的10-20倍,但目前的利用率不到3%。
三、生物质能的分类依据来源的不同,可以将适合于能源利用的生物质分为林业资源、农业资源、生活污水和工业有机废水、城市固体废物和畜禽粪便等五大类。
林业资源林业生物质资源是指森林生长和林业生产过程提供的生物质能源,包括薪炭林、在森林抚育和间伐作业中的零散木材、残留的树枝、树叶和木屑等;木材采运和加工过程中的枝丫、锯末、木屑、梢头、板皮和截头等;林业副产品的废弃物,如果壳和果核等。
农业资源农业生物质能资源是指农业作物(包括能源作物);农业生产过程中的废弃物,如农作物收获时残留在农田内的农作物秸秆(玉米秸、高粱秸、麦秸、稻草、豆秸和棉秆等);农业加工业的废弃物,如农业生产过程中剩余的稻壳等。
能源植物泛指各种用以提供能源的植物,通常包括草本能源作物、油料作物、制取碳氢化合物植物和水生植物等几类。
污水废水生活污水主要由城镇居民生活、商业和服务业的各种排水组成,如冷却水、洗浴排水、盥洗排水、洗衣排水、厨房排水、粪便污水等。
工业有机废水主要是酒精、酿酒、制糖、食品、制药、造纸及屠宰等行业生产过程中排出的废水等,其中都富含有机物。
固体废物城市固体废物主要是由城镇居民生活垃圾,商业、服务业垃圾和少量建筑业垃圾等固体废物构成。
其组成成分比较复杂,受当地居民的平均生活水平、能源消费结构、城镇建设、自然条件、传统习惯以及季节变化等因素影响。
畜禽粪便畜禽粪便是畜禽排泄物的总称,它是其他形态生物质(主要是粮食、农作物秸秆和牧草等)的转化形式,包括畜禽排出的粪便、尿及其与垫草的混合物。
沼气沼气就是由生物质能转换的一种可燃气体,通常可以供农家用来烧饭、照明。
四、生物质能的特点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;低污染性生物质的硫含量、氮含量低、燃烧过程中生成的SOX、NOX较少;生物质作为燃料时,由于它在生长时需要的二氧化碳相当于它排放的二氧化碳的量,因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零,可有效地减轻温室效应;广泛分布性缺乏煤炭的地域,可充分利用生物质能;总量十分丰富生物质能是世界第四大能源,仅次于煤炭、石油和天然气。
根据生物学家估算,地球陆地每年生产1000~1250亿吨生物质;海洋年生产500亿吨生物质。
生物质能源的年生产量远远超过全世界总能源需求量,相当于目前世界总能耗的10倍。
我国可开发为能源的生物质资源到2010年可达3亿吨。
随着农林业的发展,特别是炭薪林的推广,生物质资源还将越来越多。
广泛应用性生物质能源可以以沼气、压缩成型固体燃料、气化生产燃气、气化发电、生产燃料酒精、热裂解生产生物柴油等形式存在,应用在国民经济的各个领域。
五、生物质能利用现状生物质能的利用主要有直接燃烧、热化学转换和生物化学转换等3种途径。
生物质的直接燃烧在今后相当长的时间内仍将是我国生物质能利用的主要方式。
当前改造热效率仅为10%左右的传统烧柴灶,推广效率可达20%-30%的节柴灶这种技术简单、易于推广、效益明显的节能措施,被国家列为农村新能源建设的重点任务之一。
生物质的热化学转换是指在一定的温度和条件下,使生物质汽化、炭化、热解和催化液化,以生产气态燃料、液态燃料和化学物质的技术。
生物质的生物化学转换包括有生物质-沼气转换和生物质-乙醇转换等。
沼气转化是有机物质在厌氧环境中,通过微生物发酵产生一种以甲烷为主要成分的可燃性混合气体即沼气。
乙醇转换是利用糖质、淀粉和纤维素等原料经发酵制成乙醇。
2006年底全国已经建设农村户用沼气池1870万口,生活污水净化沼气池14万处,畜禽养殖场和工业废水沼气工程2,000多处,年产沼气约90亿立方米,为近8000万农村人口提供了优质生活燃料。
中国已经开发出多种固定床和流化床气化炉,以秸秆、木屑、稻壳、树枝为原料生产燃气。
2006年用于木材和农副产品烘干的有800多台,村镇级秸秆气化集中供气系统近600处,年生产生物质燃气2,000万立方米。
六、生物质能发电技术一、技术原理1、生物质燃烧发电原理生物质燃烧发电是将生物质与过量的空气在锅炉中燃烧,产生的热烟气和锅炉的热交换部件换热, 产生的高温高压蒸汽在燃气轮机中膨胀做功发出电能。
在生物质燃烧发电过程中, 一般要将原料进行处理再进行燃烧以提高燃烧效率。
例如, 燃烧秸秆发电时, 秸秆入炉有多种方式: 可以将秸秆打包后输送入炉; 也可以将秸秆粉碎造粒( 压块) 后入炉或与其他的燃料混合后一起入炉。
生物质燃烧发电的技术已基本成熟, 已进入推广应用阶段, 这种技术大规模下效率较高, 单位投资也较合理, 但它要求生物质集中, 数量巨大。
2、生物质气化发电原理经处理的(以符合不同气化炉的要求)生物质原料,由进料系统送进气化炉内。
由于有限地提供氧气,生物质在气化炉内不完全燃烧,发生气化反应,生成可燃气体─—气化气。
气化气一般与物料进行热交换以加热生物质原料,然后经过冷却及净化系统。
在该过程中,灰分、固体颗料、焦油及冷凝物被除去,净化后的气体即可用于发电,通常采用蒸汽轮机、燃气轮机及内燃机。
因此,生物质气化是在高温下部分氧化的转化过程。
该过程是直接向生物质通气化剂(空气、氧气或水蒸汽),使之在缺氧的条件下转变为小分子可燃气体的过程。
生物质气化发电有3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很严格,直接在锅炉内燃烧气化气。
气化气经过旋风分离器除去杂质和灰分即可使用,不需冷却。
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,排放物污染少。
(2)在燃气轮机内燃烧带动发电机发电。
这种利用方式要求气化压力在10~30kg/cm2,气化气也不需冷却,但有灰尘、杂质等污染的问题。
(3)在内燃机内燃烧带动发电机发电。
这种方式应用广泛,而且效率较高。
但该种方式对气体要求严格,气化气必须净化及冷却。
3、生物质厌氧消化发电原理厌氧消化:在隔绝氧气的密闭反应器中,采用天然菌团将生物质分解,产生甲烷,用于发电包括:湿式连续多级发酵系统、干式单级发酵系统。
4、生物质直接燃烧技术与生物质气化技术的比较生物质直接用来燃烧简化了环节和设备,减少了投资,但利用率还比较低,利用的范围还不是很广。
由于中国生物质分布分散,成为大规模利用生物质直接燃烧技术发电较大障碍。
然而秸秆类生物质因为含有较多的K、Cl等无机物质,在燃烧过程中很容易出现严重的积灰、结渣、聚团和受热面腐蚀等碱金属问题,碱金属问题是秸秆大规模燃烧利用面临的严峻挑战,这些还需要进一步研究解决问题的方法。
生物质气化技术能够一定程度上缓解中国对气体燃料的需求,生物质被气化后利用的途径也得到相应的扩展,提高了利用效率。
七、生物质能发电装备1、燃烧发电装备生物质在适合生物质燃烧的特定锅炉中直接燃烧,产生蒸汽驱动汽轮发电机发电。
包括生物质锅炉直接燃烧发电和生物质一煤混合燃烧发电。
生物质发电装备中锅炉是关键设备,世界上生物质燃烧发电发达的几个国家目前均使用的是振动炉排锅炉,技术较为成熟,热效率也很高,达到9l%以上。
炉排炉的核心部件是炉排,通过可移动、可调节的炉排控制生物质在炉中的移动,并使炉排炉的一次空气量可调节,达到调节燃烧进程的目的。
炉排冷却方式、炉排材质方面的改进也大大提高了炉排的使用寿命。
2、气化发电装备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。
气化发电工艺包括3个过程,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,包括灰分、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。
气化炉类型分为固定床气化炉和流化床气化炉。
(1)固定床气化炉固定床气化炉中气化反应在一个相对静止的床层中进行,依次完成干燥、热解、氧化和还原反应过程,将生物质原料转变成可燃气体。
根据气流方向的不同,固定床气化器又分为上吸式气化器和下吸式气化器。
上吸式气化炉,原料从上部加入,然后依靠重力向下移动;空气从下部进入,向上经过各反应层,燃气从上部排出。
原料移动方向与气流方向相反,又称逆流式气化器。