生物质气化发电技术

形成NO2 水洗SCR等 堵塞、难以燃 裂解、除焦 烧 、水洗 水洗化学反 腐蚀污染 应法
•燃气高温过滤 •燃气除焦技术：
焦油裂解
水洗除焦：同时有除焦、除尘和降温三方面的效果 静电除焦 ：除尘、除焦效率高，一般达98%以上
结论 (1) 生物质气化技术是一项较新的技术，其技术目 前还不很成熟，还有许多方面需要完善 ； (2) 流化床生物质气化炉比固定床生物质气化具有 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； (3) 与欧美国家相比，目前我国生物质气化还是以 中小规模、固定床、低热值气化为主，利用现有技术， 研究开发经济上可行、效率较高的系统，是目前发展 我国生物质气化发电技术的一个主要课题，也是我国 能否有效利用生物质的关键。
谢谢
横吸式固定床气化炉
•横吸式固定床气化炉的特点是空气由 侧方向供给，产出气体由侧向流出。 气体流横向通过燃烧气化区。它主要 用于木炭气化。 •在南美洲应用广泛并投入商业运行。
携带床气化炉
•携带床气化炉是流化床气化炉的一种特例， 它不使用惰性材料，提供的气化剂直接吹动 生物质原料。 •该气化炉要求原料破碎成细小颗粒，其运行 温度高达成1100~1300℃，产出气体中焦油成 分及冷凝物含量很低，碳转化率可达100%。 •由于运行温度高易烧结，故选材较难。
循环流化床 能适应不同种类的原 料，但要求为细颗 粒，原料需预处理过 程。 焦油含量少, 产气量 大,气体热值比固定 床气化炉高40%左右 。后处理简单。
生产强度小 生产强度是固定 床的4倍，但受 结构简单， 气流速度的限制 容易实现连 。故障处理容 续加料。 易，维修费用低
生产强度是固定床的 8-10倍，流化床的2 倍，单位容积的生产 能力最大。故障处理 容易，维修费用低。
关键技术
•气化炉：固定床气化炉 流化床气化炉 携带床气化炉 •生物质焦油催化裂解
•燃气净化
水的作用 萘在催化裂解时，发生下述反应： C10H8+10H2O10CO+14H2 C10H8+20H2O10CO2+24H2
C10H8+10H2O2CO+4CO2+6H2+4CH4
催化剂的选择
典型催化剂的主要特点
关键技术
•气化炉：固定床气化炉 流化床气化炉 携带床气化炉 •生物质焦油催化裂解
•燃气净化
固定床气化炉
固定床气化炉可分为下吸式、上吸式、横吸式及 开心式气化炉4种类型。 固定床气化炉对原料的要求 气化炉类型 下吸式 上吸式 横吸式 开心式
原料类型
尺寸（mm） 水分（db%） 灰分（db%）
废木
名称 镍基催化剂 反应 温度 750℃ 接触 转化效 时间 率 ～ 1.0s 97% 特点 (1) 反应温度低， 转换效果好
木炭
白云石*
(2) 材料较贵，成 本较高 800℃ ～ 91% (1) 木炭为气化自 0.5s 身产物，成 本低 900℃ ～ 99.5% (2) 随着反应进 0.5s 行，木炭本身减少 800℃ ～ 95% 转换效率高， 0.5s 材料分布广泛， 900℃ ～ 99.80% 成本低 0.5s
与发电系 工作安全、稳定 安全、稳定 操作安全稳定。 负荷适应能力强，启 。 负荷调节幅度受 动、停车容易，调节 统的匹配 。 气速的限制。 范围大，运行平稳。 性
各种生物质气化发电技术的特点
规模 小型系统 气化过程 固定床气化 发电过程 主要用途 内燃机组 农村用电 微型燃气轮 中小企业用 功率＜200KW 流化床气化 机 电 大中企业自 中型系统 备电站、小 500KW＜功率 常压流化床 气化 内燃机 型上网电站 3000KW 常压流化床 内燃机+蒸汽 气化、 轮机 高压流化床 燃气轮机+蒸 上网电站、 气化、 汽轮机 大型系统＞ 双流化床气 独立能源系 5000KW 统 化
20～100 ＜25
废木
0ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ～10 ＜60 ＜25
木炭
40～80 ＜7 ＜6
稻壳
1～3 ＜12 ＜20
＜6
关键技术
•气化炉：固定床气化炉 流化床气化炉 携带床气化炉 •生物质焦油催化裂解
•燃气净化
固定床气化炉与流化床气化炉性能比较 •技术性能 •使用的原料 •能量利用和转换 •环境效益 •经济性
几种气化形式对气化发电系统性能的影响 上吸式 下吸式 鼓泡流化床 适应不同形状尺 大块原料不 原料尺寸控制较 原料适应 寸原料、含水量 经预处理可 严，需预处理过 在15-45%间可 直接使用。 程。 性 稳定运行。 燃气特点 H 2和CnHm含量 少，CO 2含量 高，焦油含量 高，需要复杂净 后处理过 化处理。 程的简单 性 设备实用 生产强度小。 性、单炉 生产能力 结构简单、加工 、结构复 制造容易 杂程度、 制造维修 费用 H 2含量增加 。焦油经高 温区裂解， 含量减 少。 与直径相同的固 定床比，产气量 大4倍，焦油较 少，燃气成分稳 定，后处理过程 简单。
生物质气化发电技术
意义
工作原理
流程与主要设备 关键技术
意义
•处理农业废料
•减少CO2及SO2、 NOx等污染气体的排放
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。
气化发电过程包括三个方面
•生物质气化 •气体净化 •燃气发电
流程及主要设备
开心式固定床气化炉
•开心式固定床化炉同下吸式相似，气流 同物料一起向下流动。但是由转动炉栅代 替了喉管区。主要反应在炉栅上部的燃烧 区进行。 •结构简单而且运行可靠。它是由我国研制 的，主要用于稻壳气化，并已投入商业运 行多年。
*白云石的主要成份为CaCO3和MgCO3，不同地方出产的 白云石成份略有不同。
白云石作为焦油裂解催化剂的主要优点是催化效率高，成 本低，所以具有很好的实用价值。
关键技术
•气化炉：固定床气化炉 流化床气化炉 携带床气化炉 •生物质焦油催化裂解
•燃气净化
生物质燃气净化技术
燃气中的各种杂质特性
杂质种类 颗粒 碱金属 氮化物 焦油 硫氯 典型成份 灰、焦炭、 热质、颗粒 钠、钾等化 合物 主要是氨和 HCN 各种芳香烃 等 HCL、H2S 可能引起问题 磨损、堵塞 高温腐蚀 净化办法 气固缩过滤 水洗 冷凝、吸附 、过滤