生物质气化发电技术分析
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。
燃煤与生物质气化耦合发电技术方案分析
燃煤与生物质气化耦合发电技术方案分析一、技术原理燃煤与生物质气化耦合发电技术是将燃煤气化和生物质气化技术结合起来,通过在气化反应器中对燃煤和生物质进行气化反应,产生合成气,再利用合成气进行发电。
燃煤气化和生物质气化是两种不同的气化技术,燃煤气化主要产生一氧化碳和氢气,而生物质气化主要产生一氧化碳、氢气、甲烷和二氧化碳。
将这两种气化技术结合起来,能够充分利用燃煤和生物质的资源,提高能源利用效率,减少对大气环境的污染。
二、技术优势1. 资源充足:燃煤是目前世界上使用最为广泛的化石能源之一,储量丰富。
生物质是可再生资源,具有广泛的来源,如木材、秸秆、农作物废弃物等,资源充沛。
2. 清洁高效:通过燃煤与生物质气化耦合发电技术,可以将煤炭转化为清洁的合成气,大大降低了煤炭燃烧产生的污染物排放。
生物质气化产生的气体也比燃煤气化更为清洁,减少了对环境的负面影响。
3. 降低成本:生物质气化技术相对成熟,且生物质气化设备相对燃煤气化设备成本更低,通过耦合发电技术,可以降低发电成本。
4. 提高能源利用效率:通过耦合燃煤与生物质气化技术,可以充分利用两种资源,提高能源利用效率,同时减少对资源的消耗。
三、技术挑战1. 气化反应器设计:燃煤气化和生物质气化的气化反应器设计具有一定的复杂性,需要充分考虑燃煤和生物质气化特性的差异,以及两者之间的相互影响。
2. 气化气清洁:合成气中的污染物含量较高,需要通过一系列的气体净化工艺进行清洁处理,以满足发电机组的要求。
3. 运行稳定性:燃煤与生物质气化耦合发电技术需要保持良好的运行稳定性,确保长期稳定的发电产能。
四、技术应用燃煤与生物质气化耦合发电技术已经在一些实际工程中有所应用,尤其在一些燃煤发电厂进行生物质混燃或者替代部分煤炭,以减少煤炭的使用和环境污染。
在一些生物质能源发电项目中,也可以考虑采用燃煤与生物质气化耦合发电技术,以提高能源利用效率和降低成本。
五、技术展望燃煤与生物质气化耦合发电技术具有明显的优势和发展潜力,但在实际应用中仍面临一些挑战。
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。
燃煤与生物质气化耦合发电技术方案分析
燃煤与生物质气化耦合发电技术方案分析1. 引言1.1 背景介绍燃煤与生物质气化耦合发电技术方案分析引言在当前全球气候变化日益严重的背景下,燃煤与生物质气化耦合发电技术的研究与应用具有重要的现实意义。
通过对技术的深入研究和优化,可以为我国能源结构调整和环境保护作出积极贡献。
对燃煤与生物质气化耦合发电技术方案的分析和研究具有重要意义。
问题提出随着煤炭资源的日益枯竭和环境污染问题的日益突出,燃煤发电技术逐渐受到质疑,而生物质气化发电技术虽然具有很好的环保性能,但也存在着成本较高和技术难度大的问题。
如何将燃煤和生物质气化技术有效结合起来,充分利用两种资源的优势,实现碳排放减少、能源清洁化等目标,是当前亟需解决的问题。
研究意义1.2 问题提出在这种情况下,燃煤与生物质气化耦合发电技术方案备受瞩目。
这种技术方案可以实现煤炭和生物质的联合利用,充分发挥两者的优势,提高发电效率,减少污染排放。
如何实现燃煤与生物质气化的有效耦合,如何解决技术和经济上的挑战,成为当前研究的重点和难点。
本文将重点对燃煤与生物质气化耦合发电技术方案进行分析,探讨其原理、优势和挑战,并展望未来发展前景。
希望通过本文的研究,为推动清洁能源的发展和环境保护做出贡献。
1.3 研究意义燃煤与生物质气化耦合发电技术的研究意义主要体现在以下几个方面:这项技术可以有效实现能源资源的综合利用,将煤炭和生物质作为能源输入,通过气化转化为合成气,再经过发电机组发电,实现能源的高效利用。
这对于解决煤炭资源日益紧缺和生物质能源利用率不高的问题具有重要意义。
燃煤与生物质气化耦合发电技术的引入可以提高能源利用效率,减少二氧化碳等温室气体的排放,有利于减缓气候变化,保护环境。
这符合现代社会对清洁能源和低碳发展的要求,具有明显的环保意义。
这项技术还可以促进新能源技术的研发和产业化,推动能源结构转型升级,推动我国能源领域的可持续发展。
通过不断完善和推广燃煤与生物质气化耦合发电技术,可以为我国能源安全和经济发展做出重要贡献。
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一种将生物质原料转化为可燃气体的高效能途径,能够有效地利用生物质资源并减少对化石燃料的依赖。
随着世界能源环境问题的日益加剧,生物质气化技术的研究备受关注。
本文将就生物质气化技术的研究现状进行分析。
一、生物质气化技术概述生物质气化是指将生物质原料在高温、高压、缺氧或者无氧条件下,通过热化学反应转化为合成气(一种可燃气体,主要成分为CO、H2等)。
合成气可以被用于发电、供热、工业生产等领域,同时也可以通过合成制备液体燃料、化工产品等。
生物质气化技术公认为一种清洁能源技术,其利用生物质资源可以有效减少温室气体排放,具有广阔的开发利用前景。
生物质气化技术起源于20世纪初,最早应用于冶炼、炼油等工业领域。
20世纪60年代开始,生物质气化技术逐渐在能源领域得到关注。
我国自20世纪80年代末开始进行生物质气化技术的研究工作,到目前为止,已经取得了较大的进展。
随着环境保护问题的日益突出和生物质能源的重要性日益凸显,生物质气化技术研究发展势头良好。
1. 原理研究生物质气化技术原理研究是生物质气化技术研究的核心内容之一。
目前,国内外学者对生物质气化过程的热化学、动力学、流体力学等方面的原理进行了深入研究,建立了相应的理论模型。
这些模型为生物质气化技术的工程化应用提供了理论基础。
2. 工艺优化生物质气化技术的工艺优化是提高生物质气化效率和降低生产成本的关键。
目前,研究人员通过改进气化剂、控制气化温度、优化生物质颗粒尺寸等手段,取得了一系列工艺优化的成果。
这为生物质气化技术的工程化应用提供了技术支撑。
3. 设备改进生物质气化设备的改进对于提高生物质气化效率和降低生产成本至关重要。
目前,研究人员在生物质气化设备的设计、制造和运行方面进行了一系列改进,在提高稳定性、降低能耗、延长寿命等方面取得了一定成果。
4. 应用推广生物质气化技术的应用推广是生物质气化技术研究的重要方向之一。
目前,生物质气化技术已经在发电、供热、工业生产等方面得到了广泛应用,并取得了良好的经济和社会效益。
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。
2024年高效生物质气化发电市场前景分析
高效生物质气化发电市场前景分析1. 引言随着全球能源需求的不断增长和可再生能源的发展,生物质气化发电作为一种环保且高效的能源转化技术逐渐受到关注。
本文将对高效生物质气化发电市场前景进行分析。
2. 市场概述在过去的几年中,高效生物质气化发电市场取得了显著的增长。
这种技术能够将生物质转化为可再生能源,如生物质气体或合成气体,用于发电和热能生产。
高效生物质气化发电可以利用农作物秸秆、森林剩余物、园林废弃物等各种生物质资源,减少对传统能源的依赖,促进可持续发展。
3. 市场驱动因素3.1 环保政策的支持在减少碳排放和应对气候变化的背景下,许多国家纷纷推出支持生物质气化发电的环保政策。
这些政策包括提供补贴和税收优惠等激励措施,推动了高效生物质气化发电市场的发展。
3.2 能源安全和可持续发展需求传统能源的供应面临着不断减少的资源和供应不稳定的问题。
高效生物质气化发电作为一种可再生能源,能够提供持续稳定的能源供应,减轻对传统能源的依赖。
3.3 技术发展和成本下降随着技术的不断进步和成本的降低,高效生物质气化发电技术逐渐变得更加成熟和经济可行。
这促使了更多投资者和能源公司对该市场的关注和投入。
4. 市场挑战和限制4.1 生物质资源供给不稳定生物质气化发电的一个主要挑战是生物质资源供给的不稳定性。
受季节、天气和地理条件等因素的影响,生物质资源的供应可能不足或不稳定,这给生产和运营带来了一定的困难。
4.2 高效气化技术的复杂性高效生物质气化发电技术相对复杂,需要高水平的技术和设备支持。
这对技术人员的要求较高,并增加了项目建设和运营的难度。
4.3 地方政策和管理的不完善地方政府在生物质气化发电项目审批和管理方面的不完善,可能导致项目推进缓慢和不确定性。
5. 市场前景高效生物质气化发电市场在未来有望继续保持快速增长的势头。
以下是市场前景的一些关键因素:5.1 增加生物质供应随着对生物质资源需求的增加,生物质供应链将进一步完善并扩大规模。
生物质气化技术的研究与应用
生物质气化技术的研究与应用一、引言随着能源需求的不断增加以及环境保护的迫切需要,生物质气化技术已成为近年来国内外广泛研究的热点。
本文将从生物质气化技术的原理、研究进展以及应用方面进行阐述。
二、生物质气化技术的原理生物质气化技术是将生物质原料进行分解、转化和合成,生成气体燃料的一种方法。
从原理上来讲,生物质气化技术可以分为四个主要步骤:预处理、气化反应、气体净化和利用。
1.预处理生物质预处理是指在生物质气化前对原料进行物理、化学或生物学上的加工处理,以便更好地进行气化反应。
预处理的目的是将生物质经过加工后变成较为均匀的物料,提高其物料的可流动性和导热性,从而达到更好的气化效果。
2.气化反应生物质气化反应是将气化物料在高温、低氧气体条件下进行制气化学反应,产生气体燃料。
生物质气化反应主要包括干式气化和湿式气化两种。
干式气化是指在高温情况下,将生物质原料在缺氧的环境中尽量完全转化成气体。
该方法的优点在于生物质的水分含量可以很低,操作简单易行,清洁高效,特别适合大规模生产。
缺点是,气化产物中含有大量的焦油和灰分,需要进一步净化处理。
湿式气化则是指在高温高压的条件下,将水蒸气与生物质原料反应,产生气体燃料。
相对于干式气化,湿式气化需要控制水分含量,而且操作难度更大,但灰分和焦油的含量比较少。
3.气体净化气体净化是指对生物质气化反应产生的气体进行过滤、去除灰尘、硫化物、有毒有害物质和其他杂质等,以便产生纯净的燃气,满足特定的燃烧要求。
常见的气体净化技术包括电除尘法、吸附法、捕集法、过滤法、膜处理法等。
4.利用生物质气化产生的气体可以用于提供热量或做为燃料,同时还可以通过适当的改造,将气体转化成其他高附加值的产品,如合成气、合成油、合成酯等。
三、生物质气化技术的研究进展随着气候变化和能源危机的加剧,生物质气化技术已成为当前能源研究和开发的关键技术之一。
目前国内外已有大量的相关研究成果。
1.国外研究发达国家在生物质气化技术研究方面取得了一定的成果。
生物质流化床气化技术应用研究现状
生物质流化床气化技术应用研究现状随着能源危机的不断加剧和环保意识的增强,生物质成为可再生能源的重要来源之一。
而生物质流化床气化技术作为一种高效利用生物质的能源转化技术,在国内外得到了广泛的应用和研究。
本文就生物质流化床气化技术的应用研究现状进行探讨。
一、生物质流化床气化技术概述生物质流化床气化技术是利用流化床反应器对生物质进行气化反应,使其转化为气体燃料的一种技术。
在流化床内,生物质颗粒被高速气流悬浮并与气体直接接触,因此可以在较低的反应温度下实现生物质的完全气化。
同时,流化床内部的湍流和固体与气体之间的热和质量传递可以进一步提高反应效率。
生物质流化床气化技术具有以下优点:1、资源丰富、可持续。
生物质是可再生资源,来源广泛,包括木材、农作物秸秆、林木剩余物、木薯渣等等。
2、环保效益好。
与传统能源相比,生物质气化产生的二氧化碳排放量低,可以减少对环境的污染。
3、经济效益明显。
生物质气化技术可以实现生物质的高效利用,产生的气体燃料可以替代传统的能源,对于推动节能减排、环境友好的经济模式具有积极的意义。
二、生物质流化床气化技术的应用研究现状1、研究进展在国内外,生物质流化床气化技术得到了广泛应用和研究。
研究人员通过实验室试验和大规模试验,对生物质气化反应的反应温度、反应压力、流化床粒径、生物质种类等参数展开了研究。
在反应温度方面,过高或过低的温度都会导致反应效率的降低。
研究表明,适宜的反应温度一般在800℃-900℃之间。
在生物质种类方面,各种不同的生物质具有不同的物理和化学性质,因此生物质流化床气化反应的效率受到生物质种类的影响。
研究表明,木材和秸秆等较为常见的生物质可以被有效气化。
2、应用场景生物质流化床气化技术在电力、燃气、化工等多个行业中得到了应用。
其中,电力是生物质流化床气化技术的主要应用领域。
在电力领域,生物质流化床气化技术已经得到了广泛的应用。
利用生物质气化产生的气体燃料发电可以替代传统的化石燃料发电,具有环保节能的优势。
燃煤与生物质气化耦合发电技术方案分析
燃煤与生物质气化耦合发电技术方案分析1. 引言1.1 燃煤与生物质气化耦合发电技术方案分析的意义燃煤与生物质气化耦合发电技术方案的意义在于将传统的煤炭发电和生物质能源利用结合起来,实现资源的综合利用和能源的多元化。
首先,这种技术可以有效减少传统燃煤发电所产生的大量二氧化碳等温室气体的排放,有利于减缓全球气候变化和改善空气质量。
其次,生物质气化可以有效解决生物质资源利用的难题,提升生物质能源的利用效率。
同时,燃煤与生物质气化耦合发电技术可以实现跨界合作,打破传统能源行业领域的壁垒,促进能源产业的协同发展。
此外,该技术还可以为我国能源结构调整和可持续发展提供重要支持,推动清洁能源产业的发展,促进经济转型升级。
综上所述,燃煤与生物质气化耦合发电技术方案的意义重大,具有重要的经济、环境和社会效益。
1.2 研究背景燃煤与生物质气化耦合发电技术方案分析的研究背景主要包括以下几个方面:二、环境污染问题:传统的燃煤发电存在着严重的污染问题,如二氧化硫、氮氧化物等排放量过大,导致大气污染严重。
而燃煤与生物质气化耦合发电技术能够减少污染物排放,保护环境,减少对大气的污染。
研究燃煤与生物质气化耦合发电技术方案分析的背景意义重大,不仅有利于推动能源转型,减少环境污染,还能促进能源可持续发展,具有重要的现实意义和发展前景。
1.3 研究目的本研究的目的在于对燃煤与生物质气化耦合发电技术方案进行深入分析,探讨其在能源发电领域的应用前景。
通过研究燃煤与生物质气化耦合发电技术的原理、优势、关键技术、应用案例以及未来发展趋势,旨在为相关领域的科研工作者、企业决策者和政府部门提供参考和借鉴。
具体而言,本研究旨在:1.分析燃煤与生物质气化耦合发电技术的工作原理,揭示其能源转化过程和效益特点;2.探讨燃煤与生物质气化耦合发电技术的优势所在,比较其与传统发电技术的差异和优势;3.总结燃煤与生物质气化耦合发电技术的关键技术要点,分析其在实际应用中的挑战和解决方案;5.探讨燃煤与生物质气化耦合发电技术的未来发展趋势,分析其在新能源领域的发展空间和潜力。
生物能源利用生物质能源发电的关键技术是什么
生物能源利用生物质能源发电的关键技术是什么生物能源利用——生物质能源发电的关键技术随着能源需求的不断增长和环境污染问题的日益严重,生物能源成为了一种受到广泛关注的可持续能源形式。
其中,生物质能源发电作为生物能源利用的重要方式之一,在能源转型中具有重要意义。
本文将探讨生物质能源发电的关键技术,并分析其在解决能源和环境问题中的作用。
一、生物质能源概述生物质能源是指利用从植物和动物中获取的有机物质,如木材、农作物秸秆、生活垃圾等,转化为能源形式的能源。
相比化石能源,生物质能源具有可再生性、低碳排放、资源广泛等特点,是可持续发展的重要路径之一。
二、生物质能源发电技术1. 生物质燃烧发电技术生物质燃烧发电是利用生物质燃料进行燃烧,产生高温高压蒸汽带动涡轮发电机组发电的技术。
关键技术包括生物质燃料供给系统、燃烧系统、蒸汽发电系统等。
生物质燃料供给系统需要确保稳定供应燃料,避免堵塞和杂质对设备的损害;燃烧系统需要控制燃料的燃烧过程,保证燃烧效率和减少氮氧化物的排放;蒸汽发电系统则需要高效转化热能为电能。
2. 生物质气化发电技术生物质气化发电是将生物质通过气化反应转化为合成气,再通过内燃机或燃气轮机进行发电的技术。
关键技术包括气化炉的设计和控制、合成气的净化和储气、内燃机或燃气轮机的选择和优化等。
气化炉的设计和控制需要确保适宜的温度和压力条件,以促进气化反应的进行;合成气的净化和储气需要消除有害物质,保持合成气的稳定性和可燃性;内燃机或燃气轮机的选择和优化则需要在能效和经济性之间进行平衡。
3. 生物质液化发电技术生物质液化发电是将生物质通过热解或溶胀等方法转化为液体燃料,再经过内燃机或燃气轮机进行发电的技术。
关键技术包括生物质预处理、热解或溶胀反应、液体燃料的净化和储存等。
生物质预处理需要将生物质进行粉碎和干燥,以提高反应效率;热解或溶胀反应需要在适宜的温度和反应时间下实现生物质转化为液体燃料;液体燃料的净化和储存需要去除杂质和调节储存条件,确保燃料的稳定性和可燃性。
垃圾及生物质热解气化发电技术
国内外典型项目介绍
国内典型项目
北京某垃圾焚烧发电厂,采用热 解气化技术处理生活垃圾,年处 理规模达到30万吨,发电量约1.5 亿度。
国外典型项目
美国某生物质发电厂,利用农业 废弃物作为原料,通过热解气化 技术生产电力,年处理规模达到 50万吨,发电量约2.5亿度。
技术经济效益分析
技术优势
垃圾及生物质热解气化发电技术具有 高效、环保、可再生等优点,能够实 现废弃物的资源化利用,同时减少对 环境的污染。
对未来研究的建议
技术改进与优化
进一步研究和改进垃圾及生物质热解气化发电技术的工艺 参数、设备结构和操作条件,提高能源转化效率和气体品 质。
环境影响评价
深入研究该技术在实际应用中的环境影响,包括排放物处 理、温室气体减排等方面,为技术的可持续发展提供依据 。
资源评估与拓展
评估不同地区、不同种类的垃圾和生物质资源,研究其作 为能源利用的潜力和可行性,拓展该技术的应用范围。
垃圾及生物质热解气化发电技术
目录
• 垃圾及生物质热解气化发电技术概述 • 垃圾及生物质热解气化发电原理与工艺流
程 • 垃圾及生物质热解气化发电技术应用案例 • 垃圾及生物质热解气化发电技术挑战与展
望 • 结论
01 垃圾及生物质热解气化发 电技术概述
定义与特点
定义
垃圾及生物质热解气化发电技术是一种利用垃圾和生物质资源作为原料,通过 热解气化过程将其转化为可燃气体,再利用这些气体进行发电的技术。
经济性分析
相较于传统的垃圾处理方式,热解气 化发电技术具有更高的经济效益,能 够降低能源消耗和生产成本,提高能 源利用效率。
环境影响评价
有益影响
垃圾及生物质热解气化发电技术能够减少废弃物的堆积,降 低对土地资源的占用,同时减少温室气体排放,有助于减缓 气候变化。
生物质气化技术原理及应用分析
前言生物质能是指由光合作用而产生的各种有机体,光合作用利用空气中的二氧化碳和土壤中的水,将吸收的太阳能转换为碳水化合物和氧气。
生物质通常包括农业废弃物、木材及森林工业废弃物、禽畜粪便、城镇生活垃圾以及能源作物等几种类型。
生物质能具有以下特点[1]:(1)属于可再生能源,可保证能源的永续利用;(2)种类多而分布广,便于就地利用,利用形式多样;(3)相关技术已经成熟,可贮存性好;(4)节能、环保效果好。
1生物质气化技术1.1生物质气化技术的原理生物质气化是利用空气中的氧气或含氧物作气化剂,在高温条件下将生物质燃料中的可燃部分转化为可燃气(主要是氢气、一氧化碳和甲烷)的热化学反应。
20世纪70年代,Ghaly[2]首次提出了将气化技术应用于生物质这种含能密度低的燃料。
生物质的挥发分含量一般在76%~86%[3],生物质受热后在相对较低的温度下就能使大量的挥发分物质析出。
几种常见生物质燃料的工业分析成分如表1所示:生物质气化技术原理及应用分析福建省电力勘测设计院郑昀济南锅炉集团有限公司邵岩李斌【摘要】生物质能是一种理想的可再生能源。
由于分布广泛、有利于环保等特点,因而越来越受到世界各国的关注。
生物质气化技术是利用生物质能的一种方式。
本文介绍了生物质气化技术的原理,生物质气化工艺及气化设备。
目前应用较多的气化技术是生物质气化供气和生物质气化发电技术。
文中提出了应用过程中存在的问题,提高效率、降低焦油含量等是今后利用生物质气化技术的发展方向。
【关键词】生物质气化原理气化技术应用种类工业分析成分水分(%)挥发分(%)固定碳(%)灰分(%)低位热值(MJ/kg)杂草豆秸稻草麦秸玉米秸玉米芯棉秸5.435.104.974.394.8715.06.7868.7774.6565.1167.3671.4576.6068.5416.417.1216.0619.3517.757.0020.719.463.1313.868.905.931.403.9716.19216.14613.97015.36315.45014.39515.991表1几种生物质的工业分析成分为了提供反应的热力学条件,气化过程需要供给空气或氧气,使原料发生部分燃烧。
生物质能发电技术现状与展望
生物质能发电技术现状与展望一、本文概述本文旨在探讨生物质能发电技术的现状与发展前景。
生物质能作为一种可再生能源,近年来在全球能源结构转型中扮演着日益重要的角色。
本文首先将对生物质能发电的基本原理和技术分类进行简要介绍,随后重点分析当前生物质能发电技术的实施现状,包括国内外的发展状况、技术瓶颈以及政策支持等方面。
在此基础上,文章将进一步探讨生物质能发电技术的发展趋势,包括技术创新、成本降低、政策优化等方面的展望。
文章还将对生物质能发电技术在未来能源领域的应用前景进行预测,以期为我国生物质能发电技术的可持续发展提供有益的参考。
二、生物质能发电技术现状生物质能发电技术,作为可再生能源领域的重要组成部分,近年来在全球范围内得到了广泛的关注和应用。
目前,生物质能发电技术主要包括直接燃烧发电、生物质气化发电和生物质发酵产电等几种形式。
直接燃烧发电:这是目前生物质能发电的主流技术。
通过将生物质燃料,如农林废弃物、城市生活垃圾等,进行预处理后直接燃烧,驱动汽轮机发电。
这种技术具有设备相对简单、运行成本低等优点,但也存在燃烧效率低、污染物排放高等问题。
生物质气化发电:生物质气化是将生物质在气化炉中通过部分氧化反应转化为可燃气体,然后经过净化处理,进入燃气发电机进行发电。
这种技术具有效率高、污染物排放低等优点,尤其适合处理分散的、低热值的生物质资源。
生物质发酵产电:生物质发酵是指利用微生物将生物质转化为生物燃气,然后通过内燃机或燃气发电机进行发电。
这种技术环保性能较好,但转化效率相对较低,且需要专门的发酵设备,运行成本较高。
当前生物质能发电技术在全球范围内已具备一定的规模和基础,但仍面临一些挑战,如生物质资源的收集与运输、预处理技术的优化、燃烧和气化过程中的污染物控制等。
随着科技的进步和政策的推动,未来生物质能发电技术有望得到进一步的优化和提升,为可再生能源的发展做出更大的贡献。
三、生物质能发电技术的优势与挑战可再生性与可持续性:生物质能作为一种可再生能源,其来源广泛,包括农业废弃物、林业废弃物、城市生活垃圾等。
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一种将生物质材料转化为可燃气体的技术,它是一种重要的可再生能源利用方式,可以有效地利用农林废弃物和城市垃圾等可再生资源,具有广阔的应用前景。
随着能源问题的日益严重和环境污染的日益加剧,生物质气化技术越来越受到人们的重视和关注。
本文将对生物质气化技术的研究现状进行分析和总结,以期为相关研究提供一定的参考价值。
一、生物质气化技术的原理生物质气化技术是通过热解、气化和催化等过程将生物质材料转化为可燃气体。
在气化过程中,生物质经过高温热解生成一系列气体产物,主要包括一氧化碳、二氧化碳、氢气、甲烷、一氧化氮等。
生物质气化的主要原理是通过铁、镍等金属氧化物的还原反应,将生物质中的碳、氢等元素转化为可燃气体,同时生成一定量的焦炭和灰渣。
生物质气化技术具有高能效、低污染、资源广泛等优点,因此备受关注。
1. 研究内容近年来,国内外对生物质气化技术进行了广泛而深入的研究。
在生物质气化技术的研究内容方面,主要包括气化过程的动力学研究、气化反应机理的研究、催化剂的研究、气化设备的改进等方面。
气化反应机理的研究对于提高气化效率和减少气化参数对环境的影响具有重要意义。
研究人员还对生物质气化过程中的焦炭生成机理进行了深入探讨,以期减少焦炭生成对气化设备的影响,提高资源利用率。
2. 技术改进在生物质气化技术的研究中,技术改进是一个重要的方向。
研究人员通过改进气化反应器结构和提高气化温度,有效地提高了气化效率和气化产气的热值。
通过引入先进的气化设备,如旋转流化床气化技术、离心气化技术等,使得生物质气化技术在规模化应用中更加灵活和高效。
研究人员还进行了生物质气化过程中的气体清洁技术研究,以期减少气化产气中的一氧化碳、烟尘等有害气体的排放,保护环境。
3. 材料选择生物质气化技术的研究中,材料选择是一个重要的环节。
近年来,研究人员广泛地开展了各种生物质材料的气化性能研究,以期找到更适合气化利用的生物质材料。
燃煤与生物质气化耦合发电技术方案分析
燃煤与生物质气化耦合发电技术方案分析首先,燃煤锅炉作为主要的发电设备,可以提供稳定的热源和蒸汽,用于驱动汽轮发电机组发电。
与传统的燃煤发电相比,燃煤锅炉通过进行一系列的改造和优化,可以达到更高的发电效率和更低的污染排放。
其次,生物质气化装置可以将生物质原料转化为可燃气体,用于替代部分煤炭的燃烧。
生物质气化装置通常采用焦化氧化或者气化燃烧两种方式来将生物质转化为合成气。
将生物质气体与燃煤混合燃烧可以降低燃烧温度,减少氮氧化物的生成和排放,从而减轻对大气环境的污染。
再次,燃煤与生物质气化耦合发电技术还可以利用气化副产物,例如生物质石化焦和生物质灰,进行资源化利用。
生物质石化焦可以作为高效的燃料,用于供热或者发电;生物质灰可以作为肥料,用于农作物的生产。
通过对气化副产物的综合利用,不仅能够提高资源利用率,还能够减少对环境的负面影响。
此外,燃煤与生物质气化耦合发电技术还具有良好的可持续发展性。
生物质作为一种可再生能源,具有广泛的资源基础和较低的碳排放量,可以有效减少对化石燃料的依赖。
通过将生物质与燃煤相结合使用,可以实现对能源结构的调整和优化,实现可持续发展目标。
然而,燃煤与生物质气化耦合发电技术也存在一些挑战和问题。
首先,生物质气化设备的稳定性和可靠性问题需要解决。
生物质气化过程中,气化剂、温度、气化物料的选择等参数要求严格,对设备的操作和维护要求高。
其次,燃煤与生物质混合燃烧带来的废气排放问题需要解决。
混合燃烧产生的废气中含有多种污染物,如二氧化硫、氮氧化物、烟尘等,需要通过合适的脱硫、脱硝、除尘装置进行治理。
此外,生物质资源的获取和利用也需要解决。
生物质资源的供应和转化成本会影响到技术的可行性和经济性。
综上所述,燃煤与生物质气化耦合发电技术方案具有很大的发展潜力。
通过燃煤锅炉与生物质气化装置的耦合,可以实现对煤炭资源的高效利用,减轻对环境的污染,并促进可持续发展。
然而,该技术方案还需要克服一些问题和挑战,如设备稳定性、废气治理和资源供应等方面的问题,以促进技术的商业化应用。
生物质热解气化技术在发电中的应用实验报告
生物质热解气化技术在发电中的应用实验报告一、引言随着全球能源需求的不断增长和对环境保护的日益重视,寻找可再生、清洁的能源成为当务之急。
生物质能作为一种丰富的可再生能源,具有巨大的潜力。
生物质热解气化技术是将生物质转化为可燃气体,进而用于发电的一种有效途径。
本实验旨在研究生物质热解气化技术在发电中的应用效果,为其进一步推广和应用提供参考依据。
二、实验目的1、研究不同种类生物质原料在热解气化过程中的产气特性和成分。
2、评估生物质热解气化气用于发电的可行性和效率。
3、分析影响生物质热解气化发电系统性能的因素。
三、实验材料与设备1、生物质原料:选取了玉米秸秆、小麦秸秆、木屑等常见的生物质材料。
2、热解气化设备:采用了固定床式热解气化炉,其主要由进料系统、反应室、气体净化系统和控制系统组成。
3、发电设备:选用了小型燃气内燃机发电机组,额定功率为_____kW。
4、分析仪器:包括气相色谱仪(用于分析气体成分)、热量计(用于测量气体热值)等。
四、实验方法1、生物质原料预处理:将收集到的生物质原料进行粉碎、干燥等预处理,使其达到合适的粒度和含水率。
2、热解气化实验:将预处理后的生物质原料均匀地送入热解气化炉中,控制反应温度、气化剂流量等参数,进行热解气化反应。
3、气体净化:热解气化产生的气体经过冷却、过滤、除焦油等净化处理,以提高气体质量。
4、发电实验:将净化后的气体通入燃气内燃机发电机组中,进行发电实验,记录发电功率、运行时间等数据。
5、气体成分和热值分析:定期采集气体样品,利用气相色谱仪和热量计分析气体成分和热值。
五、实验结果与分析1、产气特性不同生物质原料的产气率存在差异。
玉米秸秆的产气率较高,平均可达_____m³/kg;小麦秸秆和木屑的产气率相对较低,分别为_____m³/kg 和_____m³/kg。
产气成分主要包括氢气(H₂)、一氧化碳(CO)、甲烷(CH₄)、二氧化碳(CO₂)等。
燃煤与生物质气化耦合发电技术方案分析
燃煤与生物质气化耦合发电技术方案分析燃煤与生物质气化耦合发电技术是将传统燃煤发电技术与生物质气化技术进行耦合,充分利用生物质资源,提高发电效率,减少环境污染。
本文将从技术方案和优势分析两个方面对燃煤与生物质气化耦合发电技术进行详细阐述。
燃煤与生物质气化耦合发电技术的技术方案包括以下几个步骤:将生物质进行气化处理,将其转化为可燃气体,如合成气。
然后,将生物质气化产生的气体与燃煤锅炉中的煤炭一同燃烧,产生高温高压的蒸汽。
利用蒸汽驱动汽轮机发电。
燃煤与生物质气化耦合发电技术的优势主要体现在以下几个方面:通过生物质气化,可以将生物质资源转化为可再生能源,实现能源的多元化。
通过生物质气化与燃煤的耦合,不仅可以减少对传统煤炭资源的依赖,还可以降低煤炭的使用量,减少二氧化碳等温室气体的排放,减少环境污染。
燃煤与生物质气化耦合发电技术可以提高发电效率,减少能源损耗。
生物质气化产生的副产物,如生物质灰分,可以作为肥料和其他农业用途,实现资源的循环利用。
燃煤与生物质气化耦合发电技术还面临一些挑战,需要进一步解决。
生物质气化技术在处理过程中会产生一些气体污染物,如一氧化碳、氮氧化物等,需要通过控制和优化工艺来减少其排放。
生物质气化技术的稳定性和可操作性也需要进一步提高,以保证系统的稳定运行和长期可持续发展。
燃煤与生物质气化耦合发电技术的经济性也需要进一步评估和优化,以提高其竞争力和可行性。
燃煤与生物质气化耦合发电技术具有很大的发展潜力和广阔的应用前景。
随着环境保护意识和能源结构调整的不断提高,燃煤与生物质气化耦合发电技术将成为未来发电行业的重要发展方向,为能源的高效利用和环境保护做出积极贡献。
需要进一步加大研究和投入力度,解决其中的技术难题和经济问题,以推动该技术的实际应用和产业化发展。
燃煤与生物质气化耦合发电技术方案分析
燃煤与生物质气化耦合发电技术方案分析燃煤与生物质气化耦合发电技术是一种将燃煤和生物质气化两种能源进行耦合利用的发电技术。
通过将燃煤和生物质分别气化产生的混合气体进行混合燃烧,既能够提高能源利用效率,又能够减少排放物的排放,具有很高的发展潜力。
以下对燃煤与生物质气化耦合发电技术方案进行分析。
该技术方案可以有效提高能源利用效率。
燃煤和生物质气化分别产生的混合气体可以进行混合燃烧,充分利用了两种能源的功率,提高了发电效率。
燃煤与生物质的耦合利用还可以实现发电机组的多能源供应,增加了能源资源的可持续性利用。
该技术方案能够减少污染物的排放。
燃煤和生物质气化过程中产生的混合气体可以进行燃烧,其燃烧过程相对单独燃烧煤和生物质来说更加完全,因而产生的排放物较少。
尤其是对于二氧化碳等温室气体的排放减少,对于缓解全球气候变化有着积极的作用。
该技术方案具备灵活性和适应性强的特点。
由于燃煤与生物质气化耦合发电技术可以同时利用两种不同能源,对于能源的供应具备了灵活性。
可以根据实际情况来决定使用燃煤或生物质的比例,以适应不同的能源供应情况。
由于生物质资源广泛,可以根据当地的生物质资源情况进行选择,提高了技术的适应性。
该技术方案还具有经济性和可持续性的特点。
燃煤与生物质气化耦合发电技术的投资成本相对较低,且利用了丰富的生物质资源,可以有效降低燃料成本。
该技术方案还可以通过碳排放权的交易获得更多的经济收益,提高发电厂的经济效益。
生物质气化过程还可以通过生物质产生的灰渣作为有机肥料,实现资源循环利用,增加了技术的可持续性。
燃煤与生物质气化耦合发电技术方案具有较高的能源利用效率、减少污染物排放、灵活性强、经济性和可持续性等优点。
随着能源短缺和环境污染问题的日益突出,燃煤与生物质气化耦合发电技术有望成为一种重要的能源发电技术。
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分数: ___________任课教师签字:___________ 华北电力大学研究生作业学年学期:2011/2012学年第二学期课程名称:seminar课程学生姓名:学号:提交时间:2012年7月2日生物质气化发电技术分析一、生物质发电的意义众所周知,当今世界的发展离不开能源,而作为当今世界主要能源的化石燃料,如石油、煤炭、天然气等,它们在地球上的储量是有限的,而且它们属于不可再生能源,随着人类对能源需求的不断增长,化石燃料正在不断减少。
人类最近几百年对化石燃料的不断消耗,虽然使人类实现了前所未有的快速发展,而另一方面,自然环境也遭到了前所未有的破坏。
这就要求我们尽快找到一种无污染、可再生的新型能源来替代传统的化石能源。
我国是世界上人口最多的国家,经济发展面临资源和环境的双重压力。
以煤为主的能源结构是造成环境污染严重的主要原因。
随着经济的发展,我国的能源需求将快速增长,能源、环境和经济三者之间的矛盾也将更加突出,因此,加大能源结构调整力度,大力推广和应用包括生物质能在内的各种可再生能源和新能源意义十分重大。
生物质能一直是人类赖以生存的重要能源,他是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源,在整个能源系统中占有重要地位。
就其能源当量而言,在世界能源消费中,生物质能占总能耗的14%,但在发展中国家占40%以上[1]。
据预测,到2050年,生物质能用量将占全球燃料直接用量的38%,发电量占全球总电量的17%[2]。
因此,许多发达国家和一些发展中国家将生物质看作是对环境和社会有益的能源资源,加快了生物质能源的产品化进程。
我国生物质能源极为丰富,全国农作物秸秆年产生量约6亿吨,大约3亿吨可作为燃料使用,折合约1.5亿吨标准煤,林木枝桠和林业废弃物年可获得量约9亿吨,大约3亿吨可作为能源利用,折合约2亿吨标准煤,目前我国生物质资源可转换为能源的潜力约5亿吨标准煤[1]。
在我国大力发展生物质发电,可有效解决秸秆焚烧造成的大气污染,减少温室气体排放,解决城镇生活垃圾处理问题,还可以带动能源林产业,以及大型禽畜养殖业的发展,将有助于防止土壤沙化和水土流失,促进生态的良性循环。
二、生物质能概况生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的各种有机体,即一切有生命的可以生长的有机物质通称为生物质。
它包括植物、动物和微生物。
广义概念:生物质包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物为食物的动物及其生产的废弃物。
有代表性的生物质如农作物、农作物废弃物、木材、木材废弃物和动物粪便。
狭义概念:生物质主要是指农林业生产过程中除粮食、果实以外的秸秆、树木等木质纤维素(简称木质素)、农产品加工业下脚料、农林废弃物及畜牧业生产过程中的禽畜粪便和废弃物等物质[3]。
所谓生物质能(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,同时也是唯一的一种可再生的碳源[3]。
生物质能是指蕴藏在生物(泛指一切有生命的可以生长的有机物质)中的能量,是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而存在生物质内部的能量。
生物质能是可再生能源,通常包括:(1)木材及森林工业废弃物;(2)农业废弃物;(3)水生植物;(4)油料植物;(5)城市及工业有机废弃物;(6)动物粪便[4]。
我国生物质能资源极为丰富,年产量折合成标准石油当量超过8亿t。
随着我国农业和林业的发展,特别是随着速生炭薪林的开发推广,我国的生物质资源将越来越多,有非常大的开发和利用潜力。
1、与化石燃料相比,生物质具有以下特点:(1)物质是一种二氧化碳零排放的能源资源(利用过程中排放的二氧化碳量等于生长过程中吸收的量),可以在提供能源的同时而不增加二氧化碳的排放量;(2)生物质的硫、氮、灰分含量少,在利用转化过程中可以减少硫化物、氮化物和粉尘的排放;(3)生物质的挥发份含量大,有利于生物质的着火和燃烧;(4)生物质的水分含量大,影响着火和燃烧的稳定性,同时在燃烧时造成大量的能量损失,并且可能引起燃料储存问题;(5)单位质量生物质的热值低,要求能量转化设备有足够的空间投入燃料;(6)生物质分布分散,其能量密度低,收集运输和预处理过程(例如粉碎、压缩成型和干燥)费用高,与化石燃料相比,经济效益上没有明显的优势;(7)生物质具有可再生性,原料具有多样性和广泛性,资源开发潜力大。
2、生物质能与其他主要能源利用的优势比较[5](1)可持续性自20世纪70年代以来,人们对石油、煤炭、天然气和核能可开采时限作过种种的估算与推测,几乎都得出了一致结论——21世纪化石燃料中,有的将被开采殆尽;有的因开采成本过高以及开发使用导致的一系列环境问题而失去开采价值。
地质学家早已明确指出;石油耗竭之日已为期不远了。
现在,尽管地质学家和经济学家们仍在激烈地争论石油开始匮乏的时间,但化石燃料终将耗尽却是无可争辩的事实。
生物质能源分布十分广泛,远比石油丰富,可以不断再生。
各主要能源占全球能耗比例及可用年限列于表1所示[5]。
(2)对环境的影响能源的开发利用对环境的影响有三种情形:其一,对环境造成危害;其二,不对环境造成危害;其三,不仅不对环境造成危害,而且有利于改善已经破坏的生态环境。
化石燃料的使用属于第一种情形,而生物质能的开发利用则属于最后一种情形。
生物质能燃料燃烧容易、污染少,有害成分很低。
开发利用生物质能要求人们恢复植被,种植能源林,最终形成二氧化碳的平衡;使用这种能源几乎不会产生二氧化硫的污染,有利于回收利用有机废弃物,处理废水和治理污染;生物质能中的沼气发酵系统能和农业生产紧密结合,可减缓化肥、农药带来的种种对环境的不利因素,有效刺激农村经济的发展。
种植能源林可使土地受益,特别是对湿地环境的改善明显,对固定沙流和沙丘也有明显作用。
据资料报道,能源矮林还能促进鸟类多样化。
西方国家还在实验能源林对城市和工矿污水的过滤净化作用及对农场牲畜粪便、污水的生物净化过滤作用。
总之,生物质能生产与利用对环境质量的改善具有重要意义。
(3)对全球气候的影响过多化石能源的使用除排放大量的SO2、 NOX等有害气体形成局部环境污染、产生酸雨外,还排放大量 CO2温室气体,造成全球气候变暖。
而在生物质能源CO2排放量少得几乎可以忽略不计,生物质燃烧所释放出的 CO2量大体上相当于其生长时通过光合作用所吸收的CO2量,因此燃用生物质造成的 CO2的排放可以认为是零。
这是煤、石油和天然气等常规能源所无法比拟的。
3、生物质能的利用方式生物质燃烧是传统的利用方式,热效率低下(只有10%左右),劳动强度大,污染严重。
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,代替煤炭、石油和天然气等燃料;还可用来生产电力,减少对矿物能源的依赖,保护国家能源资源,减少能源消费给环境造成的污染。
目前,生物质的利用转化方式主要有3种,即热化学法、生物化学法和提取法。
生物质转化过程中采用的不同路线方法如下图所示[6]。
生物质转化过程中采用的不同路线和方法目前,少数生物质能利用技术已经比较成熟,具有一定的经济竞争力,初步实现了商业化、规模化应用,如沼气技术;一批生物质能利用技术已进入商业化早期发展阶段,目前需要通过补贴等经济激励政策促进商业化发展,如生物质发电。
还有许多新兴生物质能技术正处于研发示范阶段,可望在未来20年内逐步实现工业化、商业化应用,主要是以纤维素生物质为原料的生物质液体燃料,如纤维素燃料乙醇、生物质合成燃料和裂解油等[7]。
生物质气化合成技术比较成熟,不存在技术障碍,预期比纤维素乙醇更容易实现产业化。
各类生物质能利用技术的成熟度、市场竞争力如下图所示[8]。
各类生物质能利用技术发展现状20世纪70年代,Gahly等首次提出了将气化技术用于生物质这种含有密度的燃料,使气化技术成为生物质转化过程最新的技术之一[8]。
生物质原料挥发分达 70%以上,生物质受热后在比较低的温度下(一般在350℃)就能释放出大约80%的挥发分;另外,生物质炭的活性高,且灰分低(除稻壳外,一般灰分含量都在20%以下)。
因此,气化技术非常适合于生物质原料的转化。
生物质气化技术是通过热化学反应,将固态生物质转换为气体燃料的过程。
生物质气化技术已有100多年的历史。
最初的气化反应器产生于1883年,它以木炭为原料,气化后的燃气驱动内燃机,推动早期的汽车或农业排灌机械。
生物质气化技术的鼎盛时期出现在第2次世界大战期间,当时几乎所有的燃油都被用于战争,民用燃料匮乏,因此,德国大力发展了用于民用汽车的车载气化器,并形成了与汽车发动机配套的完整技术[4]。
我国生物质气化技术在 20世纪 80年代以后得到了较快发展。
主要的技术为固定床气化和流化床气化,一般情况下已不再使用木炭,而是使用各种木材、林业残余物和稻壳,产生出主要用于发电的可燃气体。
在生物质气化联合循环发电(B/IGCC)方面,国外做了很多大型的示范电站,如美国 Battelle(63MW )和夏威夷(6MW )项目。
意大利(12MW),英国(8MW)示范工程等。
在国内,很多单位也做了很多生物质气化方面的基础研究和应用研究,如中国科学院广州能源研究所,成功地把流化床技术应用到生物质气化发电方面,使用木屑或稻壳的1MW流化床发电系统已经投入商业运行,分别在海南三亚、广东揭东建立了MW级气化发电示范工程,并取得了良好的经济和社会效益。
三、生物质气化发电技术生物质气化是指以固体生物质(秸秆、锯末等)为原料,以氧气(空气、富氧或纯氧)、水蒸气或氢气等作为气化剂(或称气化介质),在高温条件下通过热化学反应将生物质中可燃的部分转化为可燃气的过程。
生物质气化时产生的气体主要有CO、H和CH4等,称为生物质气体[9]。
生物质气化的原理如下图所示[10]。
生物质气化原理图气化和燃烧是密不可分的,燃烧是气化的基础,气化是部分燃烧或缺氧燃烧。
气化可以将生物质转化为高品质的气态燃料,直接应用作为锅炉燃料或发电,产生所需的热量或电力。
生物质气化后一部分转变为可燃气体,一部分转变为碳,另外还有少量的焦油。
得到的生物质燃气经过水洗、净化后即可使用,可民用,也可直接用于发电。
1、生物质气化方法[11]生物质气化按气化介质可分为使用气化介质和不使用气化介质两种。
使用气化介质分为空气气化、氧气气化、水蒸汽气化、空气(氧气)—水蒸汽混合气化和氢气气化等,不使用气化介质主要是指热解气化,如下图所示。
生物质气化分类[12](1)热解气化。
是在完全无氧或只提供极有限氧情况下进行的热解,也可描述成生物质的部分气化。
主要是生物质在一定温度作用下进行分解,生成固体炭、液体(焦油)和可燃气(不可凝挥发分)。