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發(fā)布時間:2020-11-30 03:14  
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生物質(zhì)氣化是通過氣化裝置的熱化學反應(yīng),可將低效能的固體生物質(zhì)轉(zhuǎn)換成能的可燃氣,因此氣化爐自然是生物質(zhì)氣化過程中的關(guān)鍵設(shè)備之一。該系統(tǒng)由物料預(yù)處理設(shè)備、氣化設(shè)備、凈化設(shè)備、換熱設(shè)備、燃氣輪機、蒸汽輪機等發(fā)電設(shè)備組成。我國使用的生物質(zhì)熱解氣化技術(shù),主要有固定床、流化床和直接干餾熱解3種工藝形式。固定床氣化爐工藝一般采用空氣為氣化劑,氣流方式有上吸式、下吸式或是平吸式,特點是設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、易于操作、可以實現(xiàn)多種生物質(zhì)原料的熱解氣化、投資少等。但是得到的生物質(zhì)燃氣熱值低,通常在4200~7560kJ/m3之間,屬低熱值可燃氣,且生物質(zhì)氣焦油含量高,容易造成管路堵塞。流化床氣化爐的工作特點:氣固接觸混合良好,停留時間都較短,床內(nèi)壓力降較高,受熱均勻,加熱迅速,氣化反應(yīng)速度快,可燃氣得率高,爐內(nèi)溫度高而且恒定,可燃氣中焦油含量較小,但出爐的可燃氣中含有較多的灰分,可頻繁啟停,氣化強度大、綜合經(jīng)濟性好,非常適合于大型的工業(yè)供氣系統(tǒng),但結(jié)構(gòu)復(fù)雜,設(shè)備投資較多,常見的氣化爐類型如圖4所示。直接干餾熱解的特點是生物質(zhì)在隔絕空氣條件下進行熱分解,產(chǎn)物為固體炭和木醋液、可燃性氣體,生產(chǎn)過程須外加能源[8]。各氣化爐的工作原理及氣流走向如圖5所示。





中型生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)主要作為大中型企業(yè)的自備電站或小型上網(wǎng)電站,是當前生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)的主要方式,所需的生物質(zhì)原料量較大,可適應(yīng)一種或多種不同的生物質(zhì)原料,氣化方式以流化床氣化為主,功率一般為500~3000kW。燃燒器在氣體成分和熱值有變化時,能夠保持穩(wěn)定的燃燒狀態(tài),排放污染物較少。流化床氣化技術(shù)又包括鼓泡床氣化、循環(huán)流化床氣化及雙流化床氣化3種,其中研究和應(yīng)用多的是循環(huán)流化床氣化技術(shù),對生物質(zhì)原料適應(yīng)性強,也可混燒煤、重油等傳統(tǒng)燃料,生產(chǎn)強度大,氣化。


采用不同的發(fā)電設(shè)備,氣化發(fā)電技術(shù)又可分為以下三類:(1)氣化氣直接作為蒸汽鍋爐的燃料燃燒,生產(chǎn)蒸汽帶動蒸汽輪機發(fā)電。二是改進氣化發(fā)電技術(shù)與系統(tǒng),提高整體效率,進一步降低發(fā)電成本。這種方式在氣體成分和熱值有變化時能夠保持穩(wěn)定的燃燒狀態(tài),排放物污染少而且對氣體要求不很嚴格,經(jīng)過旋風分離器除去雜質(zhì)和灰分后即可使用,不需冷卻。(2)氣化氣在燃氣輪機內(nèi)燃燒帶動發(fā)電機發(fā)電。燃氣輪機必須進行相應(yīng)的改造,將熱值較低的氣化氣增壓到9.8104~29.4105Pa之間,否則發(fā)電效率較低。另外,燃氣輪機對氣化氣質(zhì)量要求高,并且需有較高的自動化控制水平,所以單獨采用燃氣輪機的生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)較少。(3)氣化氣在內(nèi)燃機內(nèi)燒帶動發(fā)電機發(fā)電。簡單的內(nèi)燃機組可單獨燃用低熱值氣化氣,也可以氣化氣、油兩用,設(shè)備緊湊,系統(tǒng)簡單,因而應(yīng)用廣泛,而且效率較高。但該種方式對氣體要求嚴格,氣化氣必須凈化并冷卻。




