生物质气化发电技术
生物质气化技术的应用案例分析
生物质气化技术的应用案例分析随着全球对可再生能源的需求不断增长,生物质气化技术作为一种具有潜力的能源转换方式,正逐渐受到广泛关注。
生物质气化是将生物质原料(如木材、农业废弃物、秸秆等)在高温和缺氧的条件下转化为可燃气体的过程。
这些可燃气体可以用于发电、供热、生产化学品等多个领域,为解决能源短缺和环境问题提供了可行的途径。
下面将通过几个具体的应用案例来深入分析生物质气化技术的实际应用效果和发展前景。
一、生物质气化在发电领域的应用在某偏远山区,由于地理位置的限制,接入传统电网的成本极高,且供电稳定性差。
为了解决当地居民的用电问题,采用了生物质气化发电技术。
当地丰富的林业废弃物和农作物秸秆成为了理想的生物质原料。
该项目建设了一座中型生物质气化发电厂,其工艺流程包括原料预处理、气化反应、气体净化和发电等环节。
首先,将收集来的生物质原料进行破碎和干燥处理,以提高气化效率。
然后,在气化炉中,生物质在高温下与有限的氧气发生反应,生成含有一氧化碳、氢气、甲烷等成分的合成气。
经过净化系统去除杂质和有害物质后,合成气被送入燃气轮机或内燃机进行发电。
通过这个项目,不仅为当地居民提供了稳定可靠的电力供应,还减少了对传统化石能源的依赖,降低了碳排放。
同时,利用当地的废弃物作为原料,还为农民增加了额外的收入,促进了当地经济的发展。
然而,在实际运行中也面临一些挑战。
例如,生物质原料的供应具有季节性,需要合理规划储存和采购;气化过程中产生的焦油会对设备造成腐蚀和堵塞,需要定期维护和清理;发电效率相对较低,需要进一步优化工艺和设备以提高能源转化效率。
二、生物质气化在供热领域的应用在北方的一个城镇,冬季供暖是一个重要的民生问题。
为了减少对煤炭等传统能源的依赖,降低供暖成本和环境污染,引入了生物质气化供热系统。
该系统以周边农村的农作物秸秆为主要原料,通过生物质气化炉将其转化为可燃气体。
这些气体经过简单的净化处理后,直接送入供热锅炉燃烧产生热能,然后通过热力管网输送到居民家中。
生物质能的气化技术及应用
生物质能的气化技术及应用随着能源需求的不断增长,环保意识的不断提高,人们对可再生能源的重视程度不断上升。
生物质能作为一种广泛存在的可再生能源,在近年来越来越受到人们的关注。
生物质能气化技术,作为一种重要的转化形式,能够有效地促进生物质能的利用和发展。
本文将就生物质能的气化技术及其应用进行详细阐述。
一、生物质能的气化技术1. 定义生物质能气化是指将生物质原料通过加热、压缩、化学反应等方法,将生物质分解成一系列的合成气(syngas)和残渣的过程。
生物质能气化通常由生物质的接受、预处理、气化、气体清洗和利用等步骤组成,而气化过程则是其中的核心环节。
2. 气化反应及机理生物质能气化是一种复杂的化学反应,产物是一种含有不同成分的气体混合物。
气化反应的主要机理之一是催化分解反应,常常需要高温(800℃-1000℃)或微波作用来实现;另一种机理是氧化-还原反应,即氧气和生物质能发生氧化反应,生成一系列的气体,包括CO2、H2O、CO、H2等气体。
3. 技术路线及设备生物质气化技术路线通常有三种:热分解气化(thermochemical gasification)、生物化学气化(biochemical gasification)和热化学气化(thermo-biochemical gasification)。
热分解气化是指利用高温、高压和/或催化剂等液体或气体基质对固体生物质材料进行物质转化和化学反应,产生可燃气体混合物。
生物化学气化是指通过一种或多种微生物的代谢作用,将生物质转化为CH4、CO2和H2等气体。
热化学气化则是一种将热化学和生物化学两种气化方式的特点结合起来的综合气化技术。
生物质气化设备也很多样化,包括固定床气化炉、移动床气化炉、流化床气化炉、旋转炉气化炉、微波气化炉、电流自燃气化炉等,其中各种气化技术和设备有着其各自的特点和应用领域。
二、生物质气化技术的应用1. 输电电力生物质气化技术可以将生物质资源转换为可再生能源,用于输电电力领域,发电厂利用生物质气化的热能,通过涡轮发电机将电能转换为电信号,用于供电领域。
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700-900o C),NO x的生成量很少,所以能有效控制NO x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。
生物质气化发电转化废物为宝贵能源
生物质气化发电转化废物为宝贵能源随着全球能源危机的日益严重,可再生能源备受关注,生物质气化发电便是其中的一种重要利用方式。
生物质气化发电是一种将生物质资源转化为宝贵能源的过程,在当今社会中具有广泛应用和深远意义。
一、生物质气化发电的基本原理和过程生物质气化发电是一种将暖室生物质材料通过高温和缺氧条件下进行热解的过程,产生可燃气体,再通过气体发电机组发电的技术。
其基本原理是将生物质材料分解为可燃气体(主要为CO、H2、CH4等)和固体残渣(主要为残留灰分和焦炭),进而通过气体发电机组将可燃气体转化为电能,实现资源的高效利用。
二、生物质气化发电的优势和应用1. 转化废物为宝贵能源:生物质气化发电的关键在于将废弃的生物质资源进行有效利用,将其转化为宝贵能源,有利于减少废物排放和环境污染。
2. 可持续发展:生物质气化发电所使用的生物质资源广泛,包括农作物秸秆、林木废弃物、餐厨垃圾等,具有可再生的特点,有利于能源的可持续开发和利用。
3. 减少温室气体排放:相比传统燃煤发电方式,生物质气化发电过程中所产生的二氧化碳排放量较低,可以有效减少温室气体的释放,对于应对全球气候变化具有积极意义。
4. 广泛应用于乡村发电和分布式能源系统:生物质气化发电技术可以在乡村地区直接利用农作物秸秆等生物质资源发电,满足当地电力需求,缓解电力供应压力。
5. 综合利用废弃物:生物质气化发电过程中产生的固体残渣可以作为肥料或其他应用,实现废物资源的循环利用。
三、生物质气化发电的挑战和解决方案1. 生物质资源供给不稳定:生物质气化发电技术的实施面临着生物质资源供给不稳定的困难。
解决方案可以通过建立生物质贮存设施和发展生物质产业链,确保生物质资源的充足供应。
2. 废弃物管理问题:废弃物的收集、前处理和运输是生物质气化发电技术中的重要环节。
解决方案可以通过建立完善的废弃物管理体系,加强对废弃物的分类处理和运输网络的建设。
3. 气化效率的提高:生物质气化发电技术中,气化效率的提高是一个关键问题。
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对可再生能源的需求不断增长,生物质气化技术作为一种具有潜力的能源转化方式,正逐渐受到广泛关注。
生物质气化是指将生物质原料在缺氧的条件下加热,使其转化为可燃性气体的过程。
这些可燃性气体可以用于发电、供热、生产化学品等多个领域,为解决能源短缺和环境问题提供了新的途径。
接下来,让我们通过一些具体的应用案例来深入了解生物质气化技术。
一、生物质气化在发电领域的应用在_____地区,有一家名为_____的发电厂,采用了生物质气化联合循环发电技术(BIGCC)。
该电厂以当地丰富的农作物秸秆和林业废弃物为原料,通过气化炉将其转化为合成气。
合成气经过净化处理后,进入燃气轮机燃烧发电,同时利用燃气轮机排出的高温尾气驱动蒸汽轮机,进一步提高发电效率。
与传统的燃煤发电相比,该生物质气化发电厂具有诸多优势。
首先,它大大减少了二氧化碳等温室气体的排放。
生物质在生长过程中吸收的二氧化碳与其燃烧时释放的二氧化碳相当,因此从全生命周期来看,生物质发电是一种碳中性的能源利用方式。
其次,生物质原料来源广泛,价格相对较低,降低了发电成本。
此外,该电厂的建设和运营还为当地创造了大量的就业机会,促进了当地经济的发展。
然而,生物质气化发电也面临一些挑战。
例如,生物质原料的收集、运输和储存需要耗费大量的人力和物力,且原料的供应存在季节性波动,可能影响电厂的稳定运行。
此外,气化过程中产生的焦油等副产物的处理也是一个亟待解决的问题。
二、生物质气化在供热领域的应用在_____城市的_____工业园区,一家采用生物质气化供热的企业取得了显著的成效。
该企业建设了一套生物质气化供热系统,为园区内的多家工厂提供蒸汽和热水。
这套系统以木屑、稻壳等为原料,通过气化炉产生的热气体直接与水进行热交换,产生蒸汽和热水。
与传统的燃油、燃气供热方式相比,生物质气化供热具有成本低、环保等优点。
据统计,该系统每年可替代大量的化石燃料,减少了二氧化硫、氮氧化物等污染物的排放,同时为企业节省了可观的能源费用。
生物质气化发电技术
生物质气化发电技术一. 生物质气化发电技术的意义:我国是农业大国,每年稻谷产量达2亿吨,谷壳数量约4000万吨/年.目前国内对谷壳的利用仍以作饲料填料为主。
但由于谷壳本身没有营养价值,很多饲料已不再采用谷壳作为原料。
这样,在主要的产粮区和大米加工厂,大量的谷壳没有利用,甚至成为废料污染环境,其出路成为大米加工厂的负担。
谷壳发气化电站有很好的环境效益.以1MW的生产规模为例,在设计条件下,每年可处理达1.2万吨谷壳废物,作为最直接的效果之一,每年可减小CO2的排放约1万吨。
与燃煤相比较,谷壳气化发电不会或很少产生诸如NOX和SO2等大气污染物,从长远的观点来说,应用清洁的生物质气化发电技术所带来的经济和环保效果将会是非常明显的。
二. 基本原理: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.:三. 流程及主要装置典型的生物质气化发电工艺流程如下图所示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。
气化发电系统的主要设备包括:气化炉、燃气净化系统、风机、储气罐、燃气发电机组、污水处理池、机组循环冷却水池、加料与送料设备等.四.关键技术:1.气化炉:(1)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,如下图所示.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。
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。
生物质气化 间接 热空气 内燃机发电技术
生物质气化间接热空气内燃机发电技术生物质气化间接热空气内燃机发电技术是一种利用生物质能源进行发电的技术。
生物质气化是将生物质材料在缺氧条件下进行热解反应,产生合成气。
而间接热空气内燃机是一种利用合成气进行燃烧的内燃机。
将这两种技术结合起来,可以实现对生物质能源的高效利用和可持续发展。
生物质气化是一种将生物质材料转化为可燃气体的过程。
在气化过程中,生物质材料首先经过预处理,如破碎、干燥等,然后在气化炉中进行气化反应。
在缺氧条件下,生物质材料发生热解反应,生成合成气。
合成气主要由一氧化碳、氢气、甲烷等组成,可以作为燃料用于发电或其他能源利用。
间接热空气内燃机是一种利用合成气进行燃烧的内燃机。
合成气在燃烧过程中释放能量,驱动内燃机工作。
燃烧产生的高温高压气体通过活塞的工作,驱动发电机转动,产生电能。
与直接热空气内燃机不同,间接热空气内燃机通过燃烧室与发电机分离,使得燃烧过程更加稳定,减少了燃烧室的磨损和冷却问题。
生物质气化间接热空气内燃机发电技术具有许多优点。
首先,生物质作为可再生能源,具有丰富的资源和广泛的分布,可以有效替代传统的化石燃料,减少对环境的影响。
其次,生物质气化技术可以实现对生物质能源的高效利用,提高能源利用效率。
再次,间接热空气内燃机的分离设计使得燃烧过程更加稳定,提高了发电机的工作效率和可靠性。
此外,生物质气化间接热空气内燃机发电技术还可以实现废弃物的资源化利用,减少了废弃物的排放和处理成本。
然而,生物质气化间接热空气内燃机发电技术也面临一些挑战和问题。
首先,生物质气化过程中产生的合成气中可能含有一些有害物质,如灰分、硫、氯等,需要进行净化处理,以减少对环境和设备的影响。
其次,生物质气化技术的工艺复杂,需要考虑气化温度、气化剂、气化时间等因素,以获得高质量的合成气。
再次,合成气的燃烧特性与传统燃料有所不同,需要对燃烧过程进行优化设计,以提高燃烧效率和降低排放物的产生。
为了克服这些挑战,需要进一步研究和开发相关技术。
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。
【技术】浅谈生物质气化在发电技术应用
【技术】浅谈生物质气化在发电技术应用摘要:随着经济的发展,世界各国电力需求猛增,电力供应日益紧张,在这种环境下,通过气化发电技术,把生物质能转化为电能,既能大规模处理生物质废料,又能提供电力,具有明显的社会和经济效益。
介绍了生物质气化发电技术的国内外发展现状,着重讲述了生物质气化发电技术的原理、特点和分类,以及各类生物质气化发电技术的特点,分析了生物质气化发电技术的社会效益及应用前景。
指出在我国这样一个农业大国应该大力发展生物质气化发电技术。
1前言生物质发电技术在发达国家已受到广泛重视。
奥地利、丹麦、芬兰、法国、挪威、瑞典和美国等国家的生物质能在总能源消耗中所占的比例增加相当迅速。
例如:奥地利成功地推行了建立燃烧木材剩余物的区域供电站计划,生物质能在总能耗中的比例由原来大约2%~3%激增到1999年的10%,到20世纪末已增加到20%以上。
到目前为止,该国已拥有装机容量为1MW~2MW的区域供热站及供电站80~90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。
1991年,瑞典地区供热和热电联产所消耗的燃料26%是生物质。
美国在利用生物质能发电方面处于世界领先地位,1992年,利用生物质发电的电站已有1000家,发电装机容量为650万kW,年发电42亿度。
目前,国际上有很多先进国家开展提高生物质气化发电效率这方面研究,如美国Battelle(63MW)和夏威夷(6MW)项目,欧洲英国(8MW)和芬兰(6MW)的示范工程等。
但由于焦油处理技术与燃气轮机改造技术难度很高,仍存在很多问题,系统尚未成熟,造价也很高,限制了其应用推广。
以意大利12MW的BPIGCC 示范项目为例,发电效率约为31.7%,但建设成本高达2.5万元PkW,发电成本约1.2元PkW/h,实用性能很差。
中国有着良好的生物质气化发电基础,在20世纪60年代就开发了60kW的谷壳气化发电系统,目前160kW和200kW的生物质气化发电设备在我国已得到小规模应用,显示出一定的经济效益。
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。
浅析生物质气化发电技术
浅析生物质气化发电技术摘要研究生物质气化发电发展对于解决当前电力供应不足、增加农民收入以及减少环境污染等方面具有十分重要的意义。
本文重点分析了生物质气化发电技术的现状和特点,并阐述了我国生物质气化发电技术的难点与前景展望。
关键词生物质;发电技术;系统;IGCC我国可利用的生物质能源非常丰富。
据可靠统计,每年可以使用的生物质能源总量很高,大概相当于5亿吨的标准煤,但是事实上生物质能源年利用量却还不到0,1亿吨的标准煤。
2006年中国生物质发电总装机是2200MW,大部分集中在糖厂的热电联产、稻壳发电和城市垃圾发电。
“十一五”期间,我国生物质发电装机会达5500MW,预计2020年生物质发电总装机容量将达到30000MW。
1生物质气化发电技术的现状和特点众所周知,生物质燃料有以下特点:高氯、高碱、低灰熔点高挥发分等。
采用锅炉直燃生物质发电和生物质一煤混合燃烧发电技术,燃烧的效率低下。
而且锅炉容易出现问题,比如产生结渣、腐蚀、结焦等。
生物质气化发电技术可以充分利用生物质原料挥发分高达70%以上的特点,在相对低温的情况下能使大量的挥发分物质析出。
可以避免生物质燃料燃烧过程中发生的灰团聚、结渣的问题。
从20世纪60年代初就展开了这方面的相关研究,现在已经有了一定的基础。
近几年开发的中小规模气化发电系统具有以下特点,投资不多、原料适应性强规模灵活。
气化炉的结构有以下几种:层式下吸式、开心式、下吸式和常压循环流化床气化炉等。
生物质气化发电从规模上可分为小型,中型和大型,下面以秸秆为例说明一下。
1)小型秸秆气化发电系统。
小型秸秆气化发电系统采用的是下吸式固定床气化炉,发电功率在2kW~160kw之间。
本系统比较简单,产出燃气焦油含量较低,因此对环境几乎不造成污染和危害。
采用内燃发电机组,运行方便,比较适合照明或驱动小型电动机。
2)中型秸秆气化发电系统。
中型秸秆气化发电系统的功率在500kW-5MW之间,大多采用流化床或循环流化床的形式。
生物质气化发电工艺流程
生物质气化发电工艺流程分为以下四步:
生物质预处理。
将收集的生物质进行粉碎,在烘干机内进行烘干、压制,制成一定尺寸的颗粒物质。
生物质绝氧干馏气化。
通过输送装置,将颗粒状的生物质送到干馏炉内,生物质在干馏炉内进行加热升温,分解出气体,剩余生物质炭(残渣)。
尾气处理及发电和尾气余热的利用。
可燃气体和水蒸气经过收集、过滤、冷却,将水进行分离,可燃气体输送到气体储罐内,作为燃料进行燃烧发电或者供干馏炉加热使用;高温尾气可以用来进行供暖、供热水等。
尾渣(炭)收集储存。
集气罩下端,采用回转式锁风阀体,将尾渣通过传送机输送到储罐内,进行包装。
生物质气化发电技术发展现状
表 1 生物质气化发电技术指标
燃气降温净化,由于气化效率和带 生 物 质 气 化 燃 指标
单位
1MW~3MW
6MW
压缩的燃气轮机效率都较低,气体 气——蒸汽联合 气化效率
%
75
78
发电的整体效率一般都低于35%。 循环发电系统, 厂自用电率
%
10
10
目前,国际上有很多先进国家开展 建 成 了 相 应 的 电站发电效率
技
1.生物质气化发电的应用前景
术
相对于煤、石油、天然气等化
石类燃料,生物质资源是分散的,
生物质资源的分散性决定了生物
质能利用的分散性。正是根据生物
质资源的这一特点,可以在生物质
资源相对集中的地域,根据资源量
图1 生物质单价和税率对生物质气化发电单价的影响
选择适当的生物质发电技术类型,
较小型气化电站的高,达到 6500 元 /kW。内燃机-蒸汽轮机发电 部分的投资(表中前四项)约占总投 资的 55%。如表 3 所示。
情况分析,生物质发电原料将主要 就必须保存 2.0 万吨生物质(占地
以农业废弃物为主,中小规模的高 至少 60亩),24MW发电厂必须保
效气化发电技术将发挥重要作用, 存 9.0 万吨生物质(占地至少 270
这是因为:
亩)。两万吨生物质需要与 10个自
(1)我国农业地区每平方公里 然村签订供应合同,每个村保管并
理论秸秆产量 750t/km2(每年种 供应2000吨,而9万吨生物质必须
植 1 次),按种植率 80%,收集率 与 45 个自然村签订供应合同。由
50%计,每平方公里秸秆可获得量 此可见,规模越大的电厂原料占
为 750 × 0.8 × 0.4 = 240t/km2。 地、搬运、储存和管理的困难依次
生物质气化发电
生物质气化发电生物质气化发电技术1 前言一切有生命的可以生长的有机物质统称为生物质,它包括植物、动物和微生物。
各种生物质之间存在着相互依赖和相互作用的关系。
生物质能源简称生物质能,它是蕴藏在生物质中的能量。
生物质能是一种可再生能源,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.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。
可以从不同的角度对生物质气化技术进行分类,根据燃气生产机理可分为热解气化和反应性气化;根据采用的气化反应炉的不同又可分为固定床气化和流化床气化。
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33化产品气:低热值—4,6MJ/m (使用空气和蒸汽/空气);中热值—12,18MJ/m 3(使用氧气和蒸汽);高热值—40MJ/m (使用氢气)。
2 生物质气化发电技术发展现状2.1 生物质气化发电技术在国外的发展及现状1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1,2MW的区域供热站90座。
生物质气化发电技术废物转化为可再生能源之道
生物质气化发电技术废物转化为可再生能源之道随着全球能源需求的增长和环境问题的日益凸显,对可再生能源的需求不断提升。
生物质气化发电技术以其高效、环保的特点,成为了转化废物为可再生能源的一种重要途径。
本文将介绍生物质气化发电技术以及废物转化为可再生能源的过程。
一、生物质气化发电技术简介生物质气化发电技术是指利用生物质废物作为原料,通过氧化和热解的过程将其转化为可燃性气体,并利用气体发电。
该技术能够实现废物资源化利用,并产生可再生能源。
生物质气化发电技术的核心设备包括气化炉、净化设备以及发电机组等。
二、废物转化为可再生能源的过程1. 废物收集与预处理为了获得高质量的原料,首先需要对废物进行收集与预处理。
收集的废物包括农林废弃物、城市垃圾等。
预处理过程包括废物切碎、除杂和干燥等步骤,以提高气化过程的效率。
2. 生物质气化经过预处理的废物送入生物质气化炉中进行气化处理。
气化炉中通过控制氧气供应和温度,使废物在缺氧或氧限制的条件下发生热解和气化反应,生成可燃性气体。
3. 气体净化与能源转化气化产生的气体中含有一定的杂质和有害物质,需要经过净化设备进行处理,以提高气体的纯度。
净化过程主要包括除尘、除硫、除氮等处理,以保证气体的可燃性和环保性。
净化后的气体可以用于直接燃烧,也可以用于燃气发电。
对于小型规模的生物质气化系统,可以采用内燃机或燃气轮机发电;而对于大型规模的系统,则可以选择蒸汽发电或燃气联合循环发电。
三、生物质气化发电技术的优势1. 资源丰富可再生废弃的农林废物和城市垃圾等是生物质气化发电技术的主要原料,这些废物资源丰富,并呈现可持续增长的趋势。
通过废物转化为可再生能源,可以减少对传统能源的依赖,实现资源的有效利用。
2. 环境友好低碳生物质气化发电技术所产生的气体具有低污染、低排放的特点。
而且生物质气化过程中产生的二氧化碳在植物生长过程中会被吸收,形成可持续循环。
3. 多能合一高效生物质气化发电技术既可以获得燃气,也可以获得余热用于供热和生产过程中,实现多能合一的效果。
生物质能发电的技术和应用
生物质能发电的技术和应用随着能源需求的不断增长,人类逐渐意识到传统的化石能源已经无法满足能源需求的快速增长,而生物质能作为一种更加环保、可持续的能源逐渐成为人们关注的热点。
那么,生物质能发电的技术和应用是怎样的呢?一、什么是生物质能?生物质能是指利用可再生的生物质作为燃料,通过燃烧过程产生的能量来发电的一种能源。
生物质能来源非常广泛,包括植物、木材、农作物残渣和废弃物等,这些生物质资源可以节约大量非可再生的化石能源,同时还能减少环境污染。
二、生物质能发电技术生物质能发电技术主要有两种类型,一种是生物质燃烧发电技术,另一种是生物质气化发电技术。
1. 生物质燃烧发电技术生物质燃烧发电技术是将生物质作为燃料,通过燃烧产生高温高压的蒸汽来驱动汽轮机发电。
这种技术适用于各种生物质资源,包括木屑、秸秆、植物废弃物等。
生物质燃烧发电技术相比传统的化石能源发电技术,具有更低的碳排放量和更高的环保性,在未来的可再生能源发电中具有很大的潜力。
2. 生物质气化发电技术生物质气化发电技术是将生物质资源进行气化处理,将其转化为气体燃料,进而作为燃料用于发电。
该技术具有很高的灵活性,可以处理各种不同类型的生物质,可以通过设备的不同调整其处理效率和燃烧效果。
生物质气化发电技术可以利用更多种类的生物质资源,进而提升其能源利用效率。
三、生物质能发电的应用生物质能发电技术已经在许多国家得到了广泛应用,其中主要包括一下几个方面:1. 农业废弃物的利用生物质能发电技术可以将农业废弃物进行利用,如秸秆、麦草、稻草等废弃物,进而转化为能源。
通过生物质能发电技术,能够最大限度地利用农业废弃物资源,减少废弃物对环境造成的污染。
2. 林业资源的利用生物质能发电技术可以利用林业资源,如木材、锯末等,将其转换为能源,减少对传统化石能源的依赖。
通过利用生物质能发电技术,可以避免对林业资源的过度开采,保护环境。
3. 生活垃圾的资源化处理生物质能发电技术可以将生活垃圾进行资源化处理,将废弃物转化为能源。
生物质气化发电项目建议书
生物质气化发电项目建议书一、概述随着石油资源的逐渐枯竭和全球环境的恶化,世界各国不得不寻找其他储量丰富、价格低廉、污染又低的代用燃料,生物质气化发电技术便应运而生了。
该技术以稻壳、秸秆、木屑、锯末等代替昂贵而紧缺的石油资源,经过气化净化过程获得洁净的可燃气体,利用内燃机发电,既创造了较好的综合经济效益,又消除了废弃稻壳、秸秆等对环境的污染。
二、生物质气化发电技术1、生物质气化发电原理与过程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,利用可燃气推动燃气发电设备进行发电,既能解决生物质难于燃用而且分布分散的缺点,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,利用燃气内燃机进行发电。
经预处理的(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。
气化气一般要与物料进行热交换以加热生物质原料,然后经过冷却系统及净化系统。
在该过程中,灰分、固体颗粒、焦油及冷凝物被除去,净化后的气体即可用于发电。
2、生物质气化发电特点与系统生物质气化发电技术具有以下三个特点:一是充分的灵活性,生物质气化发电可以采用内燃机,也可以采用燃气轮机,所以可根据规模大小选用合适的发电设备,能很好地满足生物质分散利用的特点;二是较好的洁净性,生物质本身属于可再生能源,可有效减少CO2、SO2等有害气体的排放,同时能有效控制NO X的排放;三是可观的经济性,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较好的经济性,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,成为最经济的发电技术。
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上吸式
下吸式
鼓泡流化床
循环流化床
适应不同形状尺 大块原料不 原料尺寸控制较 能适应不同种类的原
原料适应 寸原料、含水量 经预处理可 严,需预处理过 料,但要求为细颗
性
在15-45%间可 直接使用。 程。
粒,原料需预处理过
稳定运行。
程。
燃气特点 H2和CnHm含量 H2含量增加 与直径相同的固 焦油含量少, 产气量
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 净化办法
气固缩过滤
磨损、堵塞 水洗
冷凝、吸附
高温腐蚀
、过滤
形成NO2 堵塞、难以燃 烧
腐蚀污染
水洗SCR等 裂解、除焦 、水洗 水洗化学反 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;
催化剂的选择
典型催化剂的主要特点
名称 镍基催化剂 木炭 白云石*
反应 接触 转化效 温度 时间 率
特点
750℃ ~ 97% (1) 反应温度低,
1.0s
转换效果好
800℃ 900℃ 800℃ 900℃
~ 0.5s
~ 0.5s
~ 0.5s
~ 0.5s
91% 99.5%
95% 99.80%
(2) 材料较贵,成 本较高 (1) 木炭为气化自 身产物,成 本低 (2) 随着反应进 行,木炭本身减少
(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。
性、单炉
床的4倍,但受 8-10倍,流化床的2
生产能力 结构简单、加工 结构简单, 气流速度的限制 倍,单位容积的生产
、结构复 制造容易
容易实现连 。故障处理容 能力最大。故障处理
杂程度、
续加料。 易,维修费用低 容易,维修费用低。
制造维修
费用
与发电系 统的匹配 性
工作安全、稳定 安全、稳定
。
。
操作安全稳定。 负荷调节幅度受 气速的限制。
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。
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。
人有了知识,就会具备各种分析能力, 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书,广泛阅读, 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍,我们能丰富知识, 培养逻辑思维能力; 通过阅读文学作品,我们能提高文学鉴赏水平, 培养文学情趣; 通过阅读报刊,我们能增长见识,扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操, 给我们巨大的精神力量, 鼓舞我们前进。
后处理过 程的简单
少,CO2含量 。焦油经高
高,焦油含量 温区裂解,
高,需要复杂净 化处理。
含量减 少。
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。
大,气体热值比固定 床气化炉高40%左右 。后处理简单。
性
设备实用 生产强度小。 生产强度小 生产强度是固定 生产强度是固定床的
水分(db%) <25 <60
<7
<12
灰分(db%) <6
<25
<6
<20
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
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
负荷适应能力强,启 动、停车容易,调节 范围大,运行平稳。
各种生物质气化发电技术的特点
规模
气化过程 发电过程 主要用途
小型系统 固定床气化 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
中型系统
大中企业自
500KW<功率 常压流化床
备电站、小
3000KW
气化
内燃机 型上网电站
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 废木 废木 木炭 稻壳
尺寸(mm) 20~100 05~10 40~80 1~3
转换效率高, 材料分布广泛,
成本低
*白云石的主要成份为CaCO3和MgCO3,不同地方出产的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
常压流化床 内燃机+蒸汽
气化、
轮机
高压流化床 燃气轮机+蒸
气化、
汽轮机 上网电站、
大型系统> 双流化床气
独立能源系
5000KW
化
统
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