生物质气化发电燃气焦油脱除方法的探讨
生物质焦油的特性及其净化研究现状
研究与探讨 能源研究与管理2013(4) ・19・
生物质焦油的特性及其净化研究现状
龚媛媛,石金明,林敏,王歆
(江西省科学院能源研究所,南昌330096)
摘要:通过分析生物质热解气化过程中焦油的特性和生成机制,以及净化方法研究现状,了解焦油的主要组成和 基本特性参数,发现焦油随着反应温度的升高,逐步经过裂解、聚合、缩合反应生成多环芳香烃。而焦油的脱除应 当根据不同的生物质气化反应特性,多种方法结合,以减少催化剂损失、提高焦油脱除率和转化率。 关键词:生物质;焦油;净化;脱除方法 中图分类号:TK6 文献标志码:A 文章编号:1005--7676(2013)o4—0006一O6
Characteristics of Biomass Tar and Research Status on its Purification
GONG Yuanyuan,SHI Jinming,LIN Min,WANG Xin
(Institute of Energy of Jiangxi Academy of Science,Nanchang 330096,China)
Abstract:In this paper,the characteristics and the generation mechanism of tar are analyzed during biomass pyrolysis and gasification.as well as the msearch status on its purification.nIe major components and the fundamental characteristic parameters are realized.It is suggested that tar are conversed to multiring hydrocarbons through cracking,polymerizing, condensing reactions step by step with reaction temperature rising.According to the characteristics of biomass gasification, various methods are combinatively used to remove tar,to reduce the loss ofcatalyst and improve the tar removal rate and conversion rate. Key words:biomass;tar;purification;removal methods
生物质气化技术研究现状与发展
燃气气源与加工利用
生物质气化技术研究现状与发展
陈冠益,高文学,颜蓓蓓,贾佳妮
(天津大学环境科学与工程学院,天津300072)
摘要:综述了生物质气化技术的分类、气化炉特点、气化性能影响因素及评价指标。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;影响因素;评价指标;发展方向
中图分类号:TU996文献标识码:A文章编号:1000-4416(2006)07-0020-07
PresentResearchStatusandDevelopmentofBiomass
GasificationTechnologies
CHENGuany,iGAOWenxue,YANBeibe,iJIAJiani
(SchoolofEnvironmentScience&Technology,TianjinUniversity,Tianjin300072,China)
Abstract:Theclassificationofbiomassgasificationtechnologies,thecharacteristicsofgasifiers,
theinfluencingfactorsofgasificationperformanceandtheevaluatingindicatorarereviewed.Thepresent
developmentstatusofbiomassgasificationtechnologiesathomeandabroadisintroduced,theproblems
thatshouldbesolvedforbiomassgasificationtechnologiesaredescribed,andthedevelopmentdirectionof
生物质气化焦油生成及裂解机理研究进展
第3卷第1期 2011年2月 环境监控与预警 Environmental Monitoring and Forewarning
・控制技术・ doi:10.3969/j.issn.1674-6732.201 1.01.013
生物质气化焦油生成及裂解机理研究进展
杨小元,周宇翔 (南通市环境监测中心站,江苏 南通226006)
摘要:总结了生物质气化过程焦油产生的影响规律,讨论了焦油的热裂解、催化裂解、水蒸气氧化及部分氧化机理。展望 了生物质气化过程中焦油可控转移研究的目标及几个有待解决的主要问题。 关键词:生物质气化;焦油;生成;脱除 中图分类号:X511 文献标识码:A 文章编号:1674—6732(2011)-01—0044—04
A Literature Review on the Formation and Pyrolysis Mechanism of Biomass
Gasification Tar
YANG Xiao—yuan,ZHOU Yu—xiang (Nantong Environmental Monitoring Central Station,Nantong,Jiangsu 226006,China)
ABSTRACT:The tar formation behavior of biomass gasification process for power generation was briefly reviewed.The pyrolysis mechanism of biomass gasification tar in terms of thermal cracking,catalytic cracking,steam oxidation and partial oxidation were al— SO presented.At last tar controllable transformation technology during biomass gasification and several research highlights were dis- cussed. KEY WORDS:biomass gasification;tar;;formation;reduction
生物质气化发电技术
7.1.气化发电的工作原理及工艺流程
7.1.1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7-1所示。
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。
生物质气化技术的应用案例与分析
生物质气化技术的应用案例与分析
随着全球能源需求的不断增长和对环境保护的日益重视,生物质气化技术作为一种可再生能源利用方式,正逐渐受到广泛关注。生物质气化是指将生物质原料(如木材、农作物秸秆、废弃物等)在一定的温度和压力条件下,通过热化学转化过程,将其转化为可燃气体的技术。这种技术不仅可以实现生物质资源的高效利用,还能减少对传统化石能源的依赖,降低温室气体排放,具有重要的经济和环境意义。
一、生物质气化技术的原理与特点
生物质气化的基本原理是在缺氧或有限氧气供应的条件下,生物质原料发生热解和部分氧化反应,生成含有一氧化碳、氢气、甲烷等成分的合成气。其主要反应包括热解反应、燃烧反应和还原反应。
生物质气化技术具有以下几个显著特点:
1、 原料来源广泛:包括各种农业废弃物、林业剩余物、城市生活垃圾等,资源丰富且可再生。
2、 能源转化效率较高:相比直接燃烧,气化过程能够更有效地释放生物质中的能量。
3、 环境友好:减少了二氧化碳、二氧化硫等污染物的排放。
4、 应用灵活:所产生的合成气可用于发电、供热、生产化学品等多种领域。 二、应用案例
(一)生物质气化发电
在_____地区,建设了一座以生物质气化技术为核心的发电厂。该发电厂以当地丰富的农作物秸秆和林业废弃物为原料,通过气化炉将生物质转化为合成气,然后利用燃气轮机进行发电。这座发电厂的装机容量达到了_____兆瓦,年发电量约为_____千瓦时。与传统的燃煤发电相比,每年可减少二氧化碳排放_____吨,二氧化硫排放_____吨。同时,该项目还为当地农民提供了额外的收入来源,促进了农业废弃物的资源化利用。
(二)生物质气化供热
在_____工业园区,采用了生物质气化供热系统。该系统以园区周边的木材加工剩余物为燃料,通过气化设备产生合成气,然后将其输送到热交换器中为园区内的企业提供热能。该供热系统的供热能力达到了_____兆瓦,满足了园区内_____家企业的生产用热需求。通过使用生物质气化供热,园区内的企业每年可节省能源成本约_____%,同时减少了对传统化石能源的依赖,降低了环境污染。
生物质气化及生物质与煤共气化技术的研发与应用
生物质气化及生物质与煤共气化技术的研发与应用
摘要:煤与生物质共气化过程包括原料的预处理(上游处理)、气化、气体净化和燃气利用(下游处理)。由此可见,煤与生物质共气化的能效一方面取决于原料种类、共气化的工艺参数以及反应器的类型;另一方面也受到共气化体系中关键过程竞争和协同作用规律的影响。
关键词:生物质气化;生物质;煤共气化技术
前言
生物质与煤共气化可充分利用两种原料及各自气化技术的优点,弥补各自气化的缺陷,因此成为众多研究者关注的焦点。而两种原料间的相互作用无疑是共气化的核心研究内容之一。两种原料间存在协同作用、抑制作用或者不存在相互作用。近年来研究发现,相互作用由很多因素决定,原料种类、接触方式、混合比例、气化温度等均会影响作用效果。
1国外的研究与应用情况
(1)生物质气化发电生物质气化及发电技术在发达国家已受到广泛重视,如美国、奥地利、丹麦、芬兰、法国、挪威和瑞典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。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。奥地利成功地实施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大约2%~3%增到目前的25%,该国现已拥有装机容量为1—2MWe的区域供热站80一90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。日本资源能源厅调查结果显示,2001年日本有83家生物质废弃物发电厂,形式为废弃塑料等与重油等化石燃料混烧发电,2003年又投资约14.5亿日元建设了发电量为3MW的生物质发电项目,年利用林业和建材业废旧材料5.9万t。菲律宾、马来西亚以及非洲的一些国家,都先后开展了生物质能的气化、成型、热解等技术的研究开发,并实现了工业化生产。(2)生物质燃气区域供热,利用类似于传统固定床气化炉的上吸式气化炉生产生物质可燃气,用于区域供热已达到了商业化水平。用于区域供热的生物质气化设备已在芬兰、瑞典各地运行。气化炉以泥炭、木片或木材加工过程产生的废弃物为原料。设备工作性能稳定可靠,转换效率高,对原料湿度和粒度要求宽松。通过调节气化剂中水蒸气的含量来控制氧化层的反应温度,可避免反应物料出现烧结现象。可燃气中焦油含量虽然较高,但是通向燃烧器的管道既粗又短,不易出现堵塞现象,因而系统不须安装焦油过滤装置。焦油及气化炉产生的可燃气可在后面的燃气锅炉等燃烧器中直接燃烧,既充分利用了焦油的能量又避免了管道堵塞等问题,因而通常不需要高效气体净化和冷却系统,系统相对简单,热利用率高。
生物质气化技术及焦油裂解催化剂的研究进展
第46卷第2期 2012年3月 生 物 质 化 学 工 程 Biomass Chemical Engineering Vo1.46 No.2 MaF.2012
・综述评论——生物质能源・
生物质气化技术及焦油裂解催化剂的研究进展
王夺,刘运
(厦门大学能源研究院,福建厦门361005)
摘要:本文综述了国内外研究机构在生物质气化技术方面的研究进展,主要是对不同于传统气化炉结构的优化设计和 对焦油催化裂解所用的催化剂的研究进行了评述,最后指出了进一步的研究与发展方向:如生物质气化反应器的模拟; 焦油催化裂解反应机理的研究和动力学模型的建立。 关键词:生物质;气化;气化炉;焦油;生:物质燃气 中图分类号:TQ35;TK6 文献标识码:A 文章编号:1673—5854(2012)02—0039—09
Research Progress on Biomass Gasification and
Catalytic Reforming of Biomass Tar
WANG Duo,LIU Yun—quan
(School of Energy Research,Xiamen University,Xiamen 361005,China)
Abstract:In this paper,biomass gasification technologies and related subjects are reviewed.The optimization design of the gasifier which is diferent from the traditional gasifier structure and the effect of catalysts on tar reforming and syngas quality are discussed.Finally,the direction for further research and development is pointed out,such as the simulation of biomass gasification reactors,the mechanism of catalytic reaction and its dynamics model establishment. Key words:biomass;gasification;gasifier;tar;biomass syngas
生物质发电过程中存在的问题
生物质发电过程中存在的问题链接:/baike/1599.html生物质发电过程中存在的问题
(1)降低生物质的发电成本
要从原料来源、发电机组质量、发电规模大小、经营管理机制、生产人员素质等方面寻求降低生物质发电成
本的途径。实践已经证明:只有降低生物质发电成本,气化发电技术才有竞争力和广阔的市场需求。
(2)扩大发电规模
我国粮食加工厂规模大小不一,稻谷加工能力从50~300t/d不等,相应的谷壳发电功率应为160~2000kW。
研制出较大功率的发电机组有许多好处。首先,可满足大型粮食加工厂(或木材加工厂)的耗能需要;其次,随着发电
容量的加大,须用流化床气化炉代替固定床气化炉,生物质发电技术也须相应提高,从而可提高生物质发电系统的效
率;再次,根据电力部门规定,上电网的机组功率不能小于500kW。因此,扩大发电规模,可使气化发电有较好的经
济性与适用性。
(3)提高去除燃气中焦油的技术
我国现行的焦油去除技术不先进,燃气中焦油含量较高,造成内燃机磨损严重,机组运行一段时问后,须停
机清理积聚在系统内的焦油,降低了设备利用率,增加了气化发电成本。因此,应尽快探索使用催化裂解等先进方法
,以提高燃气中焦油的去除率。
(4)废水与灰分的处理
在清除焦油与灰分过程中,须耗用大量的水。这些含有焦油与灰分的水,在排放前应进行处理,以减少二次
污染,并尽可能循环使用。以稻草和稻壳为燃料的固定床气化炉,生成的灰分不仅数量较多,而且含有较多的炭,通
过提高炉子的气化效率,并对灰分进行煅烧处理,将有助于问题的解决。若能将灰分加工成保温材料或提取高纯度的
SiO2,既可收到经济效益,又有利于满足环保的要求
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生物质气化存在的问题、解决方式及应用[管理资料]
生物质气化技术存在的问题、解决方式及应用情况
一、生物质气化技术存在的问题: 在一定的热力学条件下,借助于气化介质(空气、氧气或水蒸气等),使生
物质的高聚物发生热解、重整、氧化和还原反应,热解伴生的焦油进一步热裂化
或催化裂化成为小分子碳氢化合物,进一步生成CO、H2和CH4等混合燃气。
生物质气化利用可包括气化供气技术、气化供热技术、气化发电技术和气化
制氢技术等。目前生物质气化技术发展较快,主要以气化供气和供热为主向气化
发电、冷热电多联产等方向发展。
生物质气化利用虽然较广阔,但生物质气化还不能大量推广,主要影响生物质气化发
展的因素有: (一)燃料:
⑴生物质成型燃料(BMF):①燃料原料。生物质原料多种多样,有木质和
草本类,城市有机垃圾和动物粪便等。原料不同,燃料的热值、灰分和挥发分也
不同,不同原料产生燃气量也不同。②燃料其他物理性质。水分含量、燃料密度
(颗粒密度和堆积密度)、颗粒大小等。水分含量过大或太小都不利于生物质气
化;在原料一定的条件下,燃料密度越高,气化效果越好;小颗粒的燃料相对比
大颗粒气化效果好。在2013年及以前,BMF行业虽发展快速,但燃料参数多种多
样,没有固定的规格。
⑵燃料供应:生物质原料(农业、林业资源)较丰富的地区,生物质成型燃
料应用较广泛的地方可以相应的降低燃料的收集成本,进而降低气化过程中的成
本。虽然中国可利用的生物质资源较丰富,但是燃料分布不均匀,目前出现生物
质资源较丰富的地区生物质利用较少,而需生物质原料的地方需花费较高的运输
成本到其他地方购买生物质燃料,大大增加了生物质气化过程的燃料成本,同时
燃料供应不足制约着生物质气化的发展,影响生物质气化效果。
(二)净化:
目前生物质气化技术的净化分为干式和湿式,干式主要去除其中的粉尘和颗
粒,湿式主要去除焦油和少量的微细颗粒。
目前气体净化还不成熟,气化效果不明显,焦油去除难度较大,容易引起二
次污染,净化的成本还相对较高。
生物质气化发电技术 2
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阳永富,孙龙,樊俊杰
(胜利油田胜利动力机械有限公司,山东 东营 257032)
摘要:随着人们对能源需求的日益增长,作为人类目前主要能源来源的化石燃料却迅速减少,而生物质能是一种重要的可再生能源,它分布广泛,数量巨大。但由于它能量密度低,又分散,收集和运输困难,所以难以大规模集中处理。另一方面随着经济的发展,我国电力供应日益紧张,对电力需求很大,电价居高不下,在这种环境下,通过气化发电技术,把生物质转化为电力,既能大规模处理生物质废料,又能为生产提供电力,具有明显的社会和经济效益。本文主要讲述生物质的气化技术,生物质气净化处理技术及生物质气用于内燃机的发电技术。
关键词:生物质;气化;净化;内燃机;发电
Biomass Gasification and Generation Technology
Yang YongFu,Sun Long,Fan JunJie
(Shengli Oil Field Shengli Power Machinery Co., Ltd, Dongying
Shandong 257032)
Abstract: Energy demand is increasing and the fossil fuel is decreasing, which is the
important energy source. Biomass is an important regenerative energy. It distributes widely
and with high amount. Because it features low concentration and distribute dispersedly, so
it is difficult for transportation and treatment in scale. With rapid economic development,
