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工業(yè)技術(shù)及運(yùn)行情況
從目前情況來(lái)看,固定床和流化床氣化爐的設(shè)計(jì)運(yùn)行時(shí)間一般都小于5000h。前者結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,堅(jiān)固耐用;循環(huán)流化床氣化爐中流化速度相對(duì)較高,從床中帶出的顆粒通過(guò)旋風(fēng)分離器收集后,重新送入爐內(nèi)氣化反應(yīng)。后者比較而言.結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,安裝后不易移動(dòng),但占地較小,容量一般較固定床的容量大。啟動(dòng)時(shí),固定床加熱比較緩慢,需較長(zhǎng)時(shí)間達(dá)到反應(yīng)溫度;流化床加熱迅速??深l繁起停。
運(yùn)行過(guò)程中,固定床床內(nèi)溫度不均勻,固體在床內(nèi)停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng),而氣體停留時(shí)間較短,壓力降較低;通過(guò)控制空氣用量,使生物質(zhì)原料在合適的溫度下發(fā)生熱解反應(yīng),揮發(fā)份析出。流化床床溫均勻,氣固接觸混合良好,氣固停留時(shí)間都較短,床內(nèi)壓力降較高。固定床的運(yùn)行負(fù)荷可以在設(shè)計(jì)負(fù)荷的20%~110%之間變動(dòng),而流化床由于受氣流速度必須滿足流化條件所限,只能在設(shè)計(jì)負(fù)荷的5O%~120%之間變化。
大型生物質(zhì)氣化循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)包括原料預(yù)處理、循環(huán)流化床氣化、催化裂解凈化、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電、蒸汽輪機(jī)發(fā)電等設(shè)備,適合于大規(guī)模處理農(nóng)林廢物。
除了將生物質(zhì)氣化用于發(fā)電之外,歐共體進(jìn)而開(kāi)展了生物質(zhì)氣化合成jia醇、氨的研究工作。1998年,歐共體建立了四個(gè)規(guī)模在4.8~12.1t/d之間不等的生年歐美開(kāi)展了其它技術(shù)路線的研究,如比利時(shí)(2.5MWe)和奧地利(TINA,6MWe)開(kāi)展的生物質(zhì)氣化與外燃式燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電技術(shù),美國(guó)的史特林循環(huán)發(fā)電等,但技術(shù)仍未成熟,成本較高。因此該爐只適用于含焦油和灰分不大于5%的燃料,如無(wú)煙煤、焦炭和木炭等。
美國(guó)在利用生物質(zhì)能發(fā)電方面處于世界ling先地位美國(guó)建立的Battelle生物質(zhì)氣化發(fā)電示范工程代表生物質(zhì)能利用的世界先進(jìn)水平,生產(chǎn)一種中熱值氣體,不需要制氧裝置,此工藝使用兩個(gè)實(shí)際上分開(kāi)的反應(yīng)器:(1)氣化反應(yīng)器,在其中生物質(zhì)轉(zhuǎn)化成中熱值氣體和殘?zhí)浚?2)燃燒反應(yīng)器,燃燒殘?zhí)坎闅饣磻?yīng)供熱。兩個(gè)反應(yīng)器之間的熱交換載體由氣化爐和燃燒室之間的循環(huán)沙粒完成。圖4的工藝流程圖表明了兩個(gè)反應(yīng)器以及它們?cè)谡麄€(gè)氣化工藝中的配合情況。下面主要從工業(yè)技術(shù)及運(yùn)行情況、使用的原料、能量利用和轉(zhuǎn)換、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)性五個(gè)方面對(duì)流化床和固定床氣化爐進(jìn)行比較。
中國(guó)對(duì)各種氣化方式都有研究
中國(guó)對(duì)各種氣化方式都有研究,已完成了多種生物質(zhì)氣化爐的研制,目前已使用的氣化爐有上吸式、下吸式、敞口式和流化床等。從原理上講,各種氣化爐都可以用于氣化發(fā)電,但目前研究完成并正常運(yùn)轉(zhuǎn)的主要有三種,即敞口下吸式,下吸式及循環(huán)流化床,發(fā)電功率可以從幾千瓦到幾千千瓦,這為氣化發(fā)電技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提供了條件。是我國(guó)目前經(jīng)濟(jì)、方便、節(jié)能、適用的灶具,且資源永不枯竭,家家都買(mǎi)的起,戶戶都適用。