生物质气化技术比较及其气化发电技术研究进展

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生物质能发电技术的进展与应用

生物质能发电技术的进展与应用

生物质能发电技术的进展与应用在全球能源需求不断增长和环境保护日益受到重视的背景下,寻找可持续、清洁的能源解决方案成为当务之急。

生物质能发电技术作为一种具有潜力的可再生能源利用方式,近年来取得了显著的进展,并在实际应用中发挥着越来越重要的作用。

生物质能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。

生物质能发电则是将这些生物质资源转化为电能的过程。

其原料来源广泛,如农作物秸秆、林业废弃物、城市生活垃圾、工业有机废水等。

与传统的化石能源发电相比,生物质能发电具有诸多优势。

首先,生物质能是一种可再生能源,其供应不会像化石能源那样面临枯竭的问题。

只要地球上的生物不断进行光合作用,生物质能就能够持续产生。

其次,生物质能发电在运行过程中产生的污染物相对较少,对环境的影响较小。

它不像煤炭燃烧会释放大量的二氧化硫、氮氧化物和颗粒物等污染物,有助于减轻大气污染和温室气体排放。

此外,发展生物质能发电还有助于解决农村地区的能源供应问题,促进农村经济发展,增加农民收入。

在生物质能发电技术的进展方面,气化发电技术不断成熟。

气化是将生物质在高温缺氧的条件下转化为可燃气体,然后通过燃气轮机或内燃机进行发电。

这种技术的效率逐渐提高,同时设备的可靠性和稳定性也得到了增强。

例如,一些新型的气化炉设计能够更好地适应不同种类的生物质原料,提高产气质量和产量。

直燃发电技术也取得了重要突破。

直燃发电是将生物质直接燃烧产生蒸汽,驱动蒸汽轮机发电。

通过改进燃烧设备和优化燃烧过程,提高了燃烧效率,降低了灰渣和污染物的排放。

同时,大型生物质直燃发电厂的建设和运营经验不断积累,使得发电成本逐渐降低。

另外,混合燃烧技术也受到了关注。

将一定比例的生物质与煤炭混合燃烧,可以在现有燃煤电厂的基础上进行改造,减少对煤炭的依赖,降低碳排放。

这种技术在不进行大规模设备改造的情况下,能够实现能源结构的逐步优化。

在应用方面,生物质能发电在全球范围内得到了广泛的推广。

生物质气化技术的研究现状

生物质气化技术的研究现状

生物质气化技术的研究现状生物质气化技术是指利用生物质作为原料进行热化学反应,产生可燃气体的技术。

随着能源需求不断增长和环境保护意识的提高,生物质气化技术在能源领域备受关注。

本文将探讨生物质气化技术的研究现状,包括技术原理、应用领域、关键技术和发展趋势等方面。

一、技术原理生物质气化技术是指将生物质原料经过干燥、预处理后,在高温、缺氧条件下进行热化学反应,生成可燃气体的过程。

生物质气化反应主要包括干馏过程、气相反应和固相反应。

在干馏过程中,生物质原料中的挥发性成分被释放出来;在气相反应中,挥发性成分被热裂解生成可燃气体和液体产物;在固相反应中,生物质原料中的部分固体成分被气化生成可燃气体。

生物质气化技术主要包括固定床气化、流化床气化、旋转炉气化、等离子体气化等多种形式。

二、应用领域生物质气化技术可以将生物质资源转化为可再生能源,具有广泛的应用领域。

生物质气化气体可以作为工业原料,用于燃烧、制氢、合成甲醇等化工生产过程。

生物质气化气体可以替代天然气和石油,用于发电、供热和燃料替代等能源领域。

生物质气化技术还可以将农林废弃物转化为能源资源,减少环境污染和温室气体排放,具有重要的环保意义。

三、关键技术生物质气化技术在应用过程中面临着一些关键技术挑战。

生物质气化过程中存在着高温、高压、气固两相流动等复杂的传热传质过程,需要进行流场模拟和反应动力学研究,以提高反应效率和产物质量。

生物质气化产生的气体组分复杂,含有大量的固体颗粒和焦油物质,需要进行气体净化和能量回收技术研究,以提高气体利用效率和减少环境污染。

生物质气化技术还需要进行原料预处理和气化催化剂研究,以降低生物质气化温度和提高反应速率,提高工艺经济性和可操作性。

四、研究现状生物质气化技术的研究现状主要包括技术改进、工艺优化和应用拓展等方面。

目前,国内外学术界和工业界在固定床气化、流化床气化、等离子体气化等领域开展了大量的研究工作,取得了一些重要的成果。

生物质气化技术的进展与应用前景研究分析

生物质气化技术的进展与应用前景研究分析

生物质气化技术的进展与应用前景研究分析随着全球能源需求的不断增长以及对环境保护的日益重视,寻找可持续、清洁的能源解决方案成为了当今世界的重要课题。

生物质气化技术作为一种具有潜力的能源转换技术,近年来得到了广泛的关注和研究。

生物质气化是指在一定的热力学条件下,将生物质原料(如木材、农作物秸秆、林业废弃物等)通过热化学转化过程,转化为可燃气体的技术。

这种可燃气体通常被称为生物质气,其主要成分包括一氧化碳、氢气、甲烷等。

生物质气化技术的发展可以追溯到很久以前,但真正的技术突破和大规模应用则是在近几十年。

早期的生物质气化装置简单、效率低下,且存在着气体净化困难、运行不稳定等问题。

然而,随着科学技术的不断进步,现代生物质气化技术在多个方面取得了显著的进展。

在气化反应的原理和机制研究方面,科研人员对生物质的热解、氧化和还原等过程有了更深入的理解。

通过优化反应条件,如温度、压力、气化剂的种类和流量等,可以提高气化效率和气体质量。

气化设备的设计和制造也有了很大的改进。

新型的气化炉结构更加合理,能够实现更好的物料流动和传热传质效果,从而提高了气化的稳定性和可靠性。

同时,采用先进的材料和制造工艺,延长了设备的使用寿命,降低了维护成本。

气体净化技术的发展也是生物质气化技术进步的重要方面。

生物质气中往往含有焦油、灰尘、硫化物等杂质,这些杂质不仅会影响气体的燃烧性能,还可能对设备造成损害。

如今,各种高效的净化方法不断涌现,如催化裂解、湿式洗涤、干式过滤等,能够有效地去除杂质,提高气体的纯度。

在应用领域方面,生物质气化技术展现出了广阔的前景。

在能源供应领域,生物质气化可以用于发电。

通过将生物质气送入燃气轮机或内燃机中进行发电,能够为农村地区、偏远岛屿等提供稳定的电力供应。

与传统的火力发电相比,生物质气化发电具有低碳、环保的优势。

在工业生产中,生物质气可以替代部分化石燃料,用于加热、烘干等工艺过程。

这不仅降低了企业的能源成本,还有助于减少温室气体排放,实现可持续发展。

生物质发电技术的研究现状与发展趋势

生物质发电技术的研究现状与发展趋势

生物质发电技术的研究现状与发展趋势生物质是指由生物质原料或生物质废弃物制成的固体、液体或气体能源,生物质能可以替代传统能源,是一种清洁的可再生能源,因此在全球能源结构调整中具有重要意义。

生物质发电技术是将生物质能转换为电能的一种方式,目前已成为发展生物质能产业的重要手段。

本文将从技术现状、市场前景和发展趋势三个方面对生物质发电技术进行分析和展望。

一、技术现状生物质发电技术是将生物质资源转换为电能的一项技术,包括燃烧发电、气化发电、液化发电、生物能发电等多种形式。

其中,燃烧发电是应用最为广泛的方式,主要是将生物质直接燃烧产生蒸汽再驱动发电机发电。

气化发电则是将生物质转化为可燃气体后再利用燃烧发电;液化发电则是将生物质转化为液态燃料后再利用内燃机或汽轮机发电;而生物能发电则是利用微生物、植物等生物体将生物质转化为可用能源。

由于每种方式都有其特定的技术难点和适用范围,因此在实际应用中需要根据生物质种类、能量利用途径、能源需求等情况进行选择,并综合考虑经济效益和环保效益。

二、市场前景生物质发电技术作为清洁能源之一,在全球范围内得到了广泛关注和追捧。

目前,欧洲、北美、日本等发达国家已经形成了较为成熟的生物质发电产业链,涉及生物质种植、采集、加工、运输、转换、输电等环节,年发电量不断增长。

而在我国,生物质发电产业还处于起步阶段,但在国家政策的支持下,也在逐渐发展壮大。

特别是在农村,生物质发电技术可以有效解决废弃物处理问题,同时也可以为地方居民提供电力,因此发展潜力较大。

加上生态环保和资源循环利用意识的提升,生物质发电在未来有望成为我国可再生能源发电源之一。

三、发展趋势随着全球环境保护意识的不断增强和传统经济模式的转型升级,生物质发电技术将迎来新的发展契机。

一方面,新技术的出现将进一步提高生物质发电的效率和环保性。

例如,生物质气化发电技术和液化发电技术的发展,有望提高生物质能利用效率和电力产出效益,同时减少废弃物排放量,促进资源循环利用,符合现代环保理念和可持续发展要求。

生物质能源的气化与气体发电技术

生物质能源的气化与气体发电技术

生物质能源的气化与气体发电技术生物质能源的气化与气体发电技术是一种利用生物质资源进行能源转化的重要技术途径,具有环保、可持续和高效利用资源的特点,是解决能源危机和环境问题的有效途径。

随着全球能源需求的不断增长和环境污染问题的日益加重,生物质能源的气化与气体发电技术受到了广泛关注和研究。

本文将从生物质能源的气化基础、气化过程和气体发电技术等方面进行深入探讨,旨在全面了解该技术在能源转化领域的应用和发展前景。

首先,生物质能源的气化是将固体生物质通过热解、氧化或还原等化学反应转化为气态燃料的过程。

生物质气化是一种复杂的多相反应过程,包括干馏、热解、气化和燃烧等多种反应机理。

在气化过程中,生物质原料在高温、高压和缺氧条件下,通过热解和气化反应生成气体燃料和残渣灰。

气化反应的主要产物包括一氧化碳、氢气和甲烷等可燃气体,这些气体可以用于发电、供热和工业生产等领域。

其次,生物质能源的气化过程受到多种因素的影响,包括原料性质、气化剂种类、气化温度和压力等。

原料的种类和含水率是影响生物质气化的关键因素之一,不同种类的生物质原料在气化过程中产生的气体组成和产率不同。

气化剂种类和用量也对气化效果有明显影响,氢气和二氧化碳是常用的气化剂,可以影响气化反应的速率和产物分布。

此外,气化温度和压力是调控气化反应速率和产气性能的重要参数,适当的温度和压力可以提高生物质气化的产气率和燃烧效率。

第三,生物质气化技术在生物质能源利用中具有重要意义,可以实现生物质资源的高效利用和能源转化。

生物质气化技术可以将固体生物质转化为可再生的气体燃料,取代传统的化石燃料,减少碳排放和资源消耗。

气化气体可以直接用于发电和供热,也可以作为合成天然气、合成液体燃料和化工原料等。

生物质气化技术还可以实现废弃物资源化利用,将农林废弃物和生活垃圾等转化为有用的能源产品,减少环境污染和资源浪费。

第四,生物质气化与气体发电技术的发展还面临一些挑战和问题,包括气化反应的复杂性、气化产气的稳定性和气体净化的难度等。

生物质燃料气化技术及其工艺研究

生物质燃料气化技术及其工艺研究

生物质燃料气化技术及其工艺研究随着人口不断增长和工业化程度的提高,传统能源的需求不断增加,同时能源危机和环境问题也日益突出,因此发展可再生能源是当下亟待解决的问题之一。

生物质燃料作为一种可再生的能源,其利用率和开发运用一直备受关注。

而气化技术作为生物质燃料利用的重要方式之一,其工艺研究对于燃料利用的提高和环保方面的改善具有重要作用。

一、生物质气化技术优势生物质作为一种来源广泛的可再生能源,其在气化方面具有较为明显的优势。

首先,生物质燃料的制备较为容易,而且成本相对较低。

其次,生物质燃料的热值高,使用寿命长,能够满足不同场合的使用需求。

最后,生物质燃料消耗后可以产生较少的污染物,对环境的影响相对较小。

因此,生物质燃料的气化被广泛应用于地热、生物质热电联产等领域。

目前,生物质气化技术主要应用于气化发电、气化制氢等方面。

二、生物质气化技术工艺流程生物质燃料的气化是指将生物质燃料在一定条件下通过高温和高压加热,使其分解和转化为较高级别的燃料气体。

气化技术的工艺流程如下。

1. 粉碎处理:将生物质原料进行粉碎处理,以提高其燃烧效率。

2. 干燥处理:从生物质中除去水分以便加气化反应。

3. 气化反应:在高温和高压条件下,将生物质通过气化反应转化为燃料气体。

4. 活性炭处理:通过散装,提高生物质的吸附能力,进一步提高精度。

5. 洗涤分离:通过洗涤分离,提高燃气的纯度,从而提高能量转化效率。

生物质气化技术在整个工艺流程中,粉碎、干燥、气化反应、活性炭处理和洗涤分离都是不可或缺的环节。

同时,气化技术的工艺流程需要根据不同的生物质种类选取不同的工艺路线和参数设定,以适应不同生产条件的需求,保证燃气的质量。

三、新型生物质气化技术的挑战虽然生物质气化技术已经有了较大的进展,但是伴随着前进的脚步也有很多挑战。

首先,生物质燃料的成分和性质差异较大,因此气化技术的反应机理和反应规律仍然不够清晰,需要进一步探索和研究。

其次,生物质燃料在加热过程中会产生大量的烟气,这些烟气中的有机污染物对环境和人造成的危害很大,因此需要加强对废气的治理和排放控制。

生物质气化技术的研究与开发

生物质气化技术的研究与开发

生物质气化技术的研究与开发随着社会的不断发展和环境污染的加剧,人们对清洁能源的需求越来越大。

其中,生物质能作为一种重要的清洁能源备受关注。

而生物质气化技术则是生物质能利用的重要形式之一,随着其技术的不断研究和开发,它的应用范围也越来越广泛。

一、生物质气化技术的定义与原理生物质气化技术是将生物质能转化为可燃气体或液态燃料的过程。

它通过高温、高压下,将水蒸气与生物质进行反应,产生一系列的气体,主要包括一氧化碳、氢气、甲烷等。

这些气体可以直接用于发电、供暖或者化学工业等领域,也可以通过多种方式进一步加工,如制取氢气、合成甲醇、制造合成气等。

其原理是在高温、高压下,将生物质加热至一定温度,使其分解成为可燃性气体。

生物质气化技术可以将生物质转化为高能量气体,从而有效地利用生物质资源,减少环境污染,实现清洁能源的发展。

二、生物质气化技术的技术路线目前,生物质气化技术主要有气体化和液化两种形式,其中气体化技术更为成熟,应用范围也更广泛。

1.生物质气化技术的气体化路线气体化路线是目前主流的生物质气化技术路线,其主要步骤包括:原料预处理、气化反应、气体加工和气体利用四个环节。

第一步,原料预处理:将生物质原材料进行处理,去除不必要的杂质,将其打碎、干燥、调湿,将其制成合适的颗粒度和湿度,以便后续气化反应进行。

第二步,气化反应:将经过预处理的生物质原材料送入气化室中,在高温、高压下进行气化反应。

气化反应可分为直接气化和间接气化两种方式。

直接气化是将生物质原材料直接送入反应室中进行低温热解反应,将产生的气体与炭黑分离。

间接气化是将生物质原材料转化为污泥状物后送入反应室进行高温气化反应,然后在气化室中进行氧气燃烧,产生高温高压的气体。

第三步,气体加工:将气化反应产生的气体送入气体加工系统中进行脱硫、净化、干燥、压缩等处理,达到纯度和压力要求,以便后续利用或交付使用。

第四步,气体利用:将处理好的气体用于发电、供热、工业燃气或者化学原料等领域。

生物质气化技术研究进展

生物质气化技术研究进展

生物质气化技术研究进展摘要:叙述了生物质气化技术的分类、原理、气化炉特点。

介绍了生物质气化技术在国内外的发展现状,阐明了生物质气化技术需要解决的问题,提出了我国生物质气化技术的发展方向。

关键词:生物质气化;气化炉;气化性能;发展方向1、前言能源和环境问题已成为全球关注的焦点,随着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和生态破坏,再加上常规能源如煤、石油、天然气等资源量的日益减少,开发洁净的可再生能源成为了可持续发展的迫切需要。

与此同时,生物质能在可再生能源中,是地球上唯一能够储存和可运输的清洁能源,资源量大,分布广,开发潜力巨大。

生物质能要真正成为矿物燃料的替代能源,其关键是要将能量密度低的低品位的生物质能转变成高品位能源。

如何有效地将生物质转化为洁净、高效的高品位能源,是该领域目前的主要研究课题。

当前,生物质能转化技术主要包括生物质气化、液化、固化以及直接燃烧技术。

生物质能气化技术就是其中重要的手段之一。

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。

2、生物质气化原理与工艺2.1生物质气化原理生物质气化是指生物质原料(薪柴、锯末、麦秸、稻草等)压制成型或经简单的破碎加工处理后,在欠氧条件下,送入气化炉中进行气化裂解,得到可燃气体并进行净化处理而获得产品气的过程。

其原理是在一定的热力学条件下,借助于部分空气(或氧气)、水蒸气的作用,使生物质的高聚物发生热解、氧化、还原、重整反应,热解伴生的焦油进一步热裂化或催化裂化为小分子碳氢化合物,获得含 CO、H2 和 CH4 的气体。

由于生物质由纤维素、半纤维素、木质素、惰性灰等组成,含氧量和挥发分高,焦炭的活化性强,因此,生物质与煤相比,具有更高的活性,更适合气化。

生物质气化主要包括气化反应、合成气催化变换和气体分离净化过程。

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生物质气化技术比较及其气化发电技术研究进展摘要:生物质能是一种理想的可再生能源,由于其在燃烧过程中二氧化碳净排放量近似于零,可有效地减少温室效应,因而越来越受到世界各国的关注。

首先对生物质能的概念及其转化方式进行了简单介绍,着重介绍了生物质气化技术在国内外的研究及应用发展现状,通过对固定床气化炉和流化床气化炉的技术性能的对比,提出了研究开发经济上可行、效率较高的生物质发电系统,是我国今后有效利用生物质能的发展方向。

关键词:生物质;气化;固定床;流化床Comparison with biomass gasification technology and development of gasification power generation technologyMI Tie1, TANG Rujiang1, CHEN Hanping1, LIU Dechang1, WU Chuangzhi2, CHANG Jie2 (1. Coal Combustion National Key Lab, Huazhong University of science & technology,Wuhan 430074, China;2. Guangzhou Institute of Energy Conversion, Chinese Academy of Sciences,Guangzhou 510640, China)Abstract: Biomass energy is an ideal renewable energy source. More and more countries pay attention on it because its CO2 discharge colse zero, it can effectively reduce greenhouse effect. This article briefly introduces the conception and transform mode of biomass energy; emphasis introduces the technology at home and abroad and its state of the art. Through the contrast between technical performance of fixed bed gasification furnace and fluidized bed gasification furnace, puts forward the economic feasible and high efficiency biomass power system, this is the developing direction of biomass energy effectively utilization in our country.Keywords: biomass; gasification; fixed bed; fluidized bed0 前言生物质是一种可再生能源,具有以下特点:①可再生性;②低污染性;③广泛的分布性。

利用生物质作为替代能源,对改善大气酸雨环境,减少大气中二氧化碳含量,从而减少“温室效应”都有着积极的意义。

20世纪70年代,Ghaly et al.[1]首次提出了将气化技术用于生物质这种含能密度低的燃料,使气化技术成为生物质转化过程最新的技术之一。

生物质原料挥发分高达70%以上,生物质受热后,在相对较低的温度下就可使大量的挥发分物质析出。

因此,气化技术非常适用于生物质原料的转化。

生物质气化生成的高品位的燃料气既可供生产、生活直接燃用,也可通过内燃机或燃气轮机发电,进行热电联产联供。

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。

从不同的角度对生物质气化技术进行分类[2]。

根据燃气生产机理可分为热解气化和反应性气化,其中后者又可根据反应气氛的不同细分为空气气化、水蒸气气化、氧气气化、氢气气化;根据采用的气化反应炉的不同又可分为固定床气化、流化床气化和气流床气化。

另外,还可以根据气化反应压力的不同来对气化技术进行分类。

在气化过程中使用不同的气化剂、采取不同过程运行条件,可以得到三种不同热值的气化产品气:低热值——46MJ/m3 (使用空气和蒸汽/空气);中等热值——12~18MJ/m3 (使用氧气和蒸汽);高热值——40MJ/m3 (使用氢气)。

1生物质气化反应炉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。

气流床气化对于入炉颗粒粒度要求细(一般要求小于0.4mm),对于生物质而言,要满足气流床气化的粒度要求还有许多技术经济难题需要解决。

1.1生物质固定床气化炉固定床是一种传统的气化反应炉,其运行温度在1000℃左右。

固定床气化炉分为逆流式、并流式,如图1、2所示。

逆流式气化炉是指气化原料与气化介质在床中的流动方向相反,而并流式气化炉是指气化原料与气化介质在床中的流动方向相同。

这两种气化炉按照气化介质的流动方向不同又分别称为上吸式、下吸式气化炉。

下面对上吸式固定床生物质气化炉的运行工艺作简单介绍。

在上吸式固定床气化炉中,生物质原料从气化炉上部的加料装置送入炉内,整个料层由炉膛下部的炉栅支撑。

气化剂从炉底下部的送风口进入炉内,由炉栅缝隙均匀分布、并渗入料层底部区域的灰渣层,气化剂和灰渣进行热交换,气化剂被预热,灰渣被冷却。

气化剂随后上升至燃烧层,在燃烧层,气化剂和原料中的炭发生氧化反应,放出大量的热量,可使炉内温度达到1000℃,这一部分热量可维持气化炉内的气化反应所需热量。

气流接着上升到还原层,将燃烧层生成的CO2还原成CO;气化剂中的水蒸气被分解,生成H2和CO。

这些气体与气化剂中未反应部分一起继续上升,加热上部的原料层,使原料层发生热解,脱除挥发分,生成的焦炭落入还原层。

生成的气体继续上升,将刚入炉的原料预热、干燥后,进入气化炉上部,经气化炉气体出口引出。

1.2流化床生物质气化炉流化床燃烧是一种先进的燃烧技术,应用于生物质燃烧上已获得了成功[3],但用于生物质气化仍是一个新课题。

与固定床相比,流化床没有炉栅,一个简单的流化床由燃烧室、布风板组成,气化剂通过布风板进入流化床反应器中。

按气固流动特性不同,将流化床分为鼓泡流化床和循环流化床,如图3所示。

鼓泡流化床气化炉中气流速度相对较低,几乎没有固体颗粒从流化床中逸出。

而循环流化床气化炉中流化速度相对较高,从流化床中携带出的颗粒在通过旋风分离器收集后重新送入炉内进行气化反应。

在生物质气化过程中,流化床首先通过外加热达到运行温度,床料吸收并贮存热量。

鼓入气化炉的适量空气经布风板均匀分布后将床料流化,床料的湍流流动和混合使整个床保持一个恒定的温度。

当合适粒度的生物质燃料经供料装置加入到流化床中时,与高温床料迅速混合,在布风板以上的一定空间内激烈翻滚,在常压条件下迅速完成干燥、热解、燃烧及气化反应过程,使之在等温条件下实现了能量转化,从而生产出需要的燃气。

通过控制运行参数可使流化床床温保持在结渣温度以下,床层只要保持均匀流化就可使床层保持等温,这样可避免局部燃烧高温。

流化床气化炉良好的混合特性和较高的气固反应速率使其非常适合于大型的工业供气系统。

因此,流化床反应炉是生物质气化转化的一种较佳选择,特别是对于灰熔点较低的生物质。

1.3固定床气化炉与流化床气化炉性能比较[4,5]固定床气化炉与流化床气化炉有着各自的优缺点和一定的适用范围。

下面从以下五个方面对流化床和固定床气化炉的性能进行比较。

1.3.1技术性能从目前情况来看,固定床和流化床气化炉的设计运行时间,一般都小于5000h。

前者结构简单,坚固耐用;后者结构较复杂,安装后不易移动,但占地较小,容量一般较固定床的容量大。

启动时,固定床加热比较缓慢,需较长时间达到反应温度;流化床加热迅速,可频繁起停。

运行过程中,固定床床内温度不均匀,固体在床内停留时间过长,而气体停留时间较短,压力降较低;流化床床温均匀,气固接触混合良好,气固停留时间都较短,床内压力降较高。

固定床的运行负荷可在设计负荷的20%~110%之间变动,而流化床由于受气流速度必须满足流化条件所限,只能在设计负荷的50%~120%之间变化。

1.3.2使用的原料流化床对原料的要求较固定床低。

固定床必须使用特定种类,形状、尺寸尽可能一致的原料;流化床使用的原料的种类、进料形状、颗粒尺寸可不一致。

前者颗粒尺寸较大,后者颗粒尺寸较小。

固定床气化的主要产物是低热值煤气,含有少量焦油、油脂、苯、氨等物质,需经过分离、净化处理。

流化床产生的气体中焦油和氨的含量较低,气体成分、热值稳定,出炉燃气中固体颗粒较固定床多,出炉燃气温度和床温基本一致。

1.3.3能量利用和转换固定床中由于床内温度不均匀,导致热交换效果较流化床差,但固体在床中停留时间长,故碳转换效率高,一般达90%~99%。

流化床出炉燃气中固体颗粒较多,造成不完全燃烧损失,碳转换效率一般只有90%左右。

两者都具有较高热效率。

1.3.4环境效益固定床燃气飞灰含量低,而流化床燃气飞灰含量高。

其原因是固定床中温度可高于灰熔点,从而使灰熔化成液态,从炉底排出;而流化床中温度低于灰熔点,飞灰被出气带出一部分。

所以流化床对环境影响比固定床大,必须对燃气进行除尘净化处理。

1.3.5经济性在设计制造方面,由于流化床的结构较固定床复杂,故投资高。

在运用方面,固定床对原料要求较高,流化床对原料要求不高,故固定床运行投资高于流化床;固定床气化炉内温度分布较宽,这可能产生床内局部高温而使灰熔聚,比容量低、启动时间长以及大型化较困难;流化床具有气化强度大、综合经济性好的特点。

综合考虑设计和运行过程,流化床对固定床具有更大的经济性,应该成为我国今后生物质气化研究的主要方向。

2生物质气化发电技术发展现状[6~9]2.1 生物质气化发电技术在国外的发展及现状生物质气化及发电技术在发达国家已受到广泛重视,如奥地利、丹麦、芬兰、法国、挪威、瑞典和美国等国家生物质能在总能源消耗中所占的比例增加相当迅速。

奥地利成功地推行了建立燃烧木材剩余物的区域供电站的计划,生物质能在总能耗中的比例由原来的3%增到目前的25%,已拥有装机容量为1~2MWe的区域供热站90座。

瑞典和丹麦正在实施利用生物质进行热电联产的计划,使生物质能在转换为高品位电能的同时满足供热的需求,以大大提高其转换效率。

一些发展中国家,随着经济发展也逐步重视生物质的开发利用,增加生物质能的生产,扩大其应用范围,提高其利用效率。

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