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生物質(zhì)氣化是指生物質(zhì)由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)的一種變化,這種變化是混合變化既有物理變化也有化學(xué)變化。通過(guò)氣化,我們可以將干燥的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為清潔的氣體燃料,在目前環(huán)保的大趨勢(shì)下得到很多客戶(hù)的追捧。20世紀(jì)70年代,Gahly等首ci提出了將氣化技術(shù)用于生物質(zhì)這種含能密度低的燃料。主要是很多地方都在限制煤的燃燒,不允許燒煤,只能燒氣了。 而生物質(zhì)氣化,正是符合環(huán)保的要求的,中國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó),每年有大量的農(nóng)業(yè)廢棄物,秸稈,玉米桿,稻殼,麥秸,椰殼,花生殼,木材邊角料,木屑,鋸末, 樹(shù)皮,小木塊等等,還有一些廢舊建筑模板,都可以通過(guò)生物質(zhì)氣化爐轉(zhuǎn)廢為寶。轉(zhuǎn)化的氣體,既可以家用燃?xì)猓部梢怨┙o大小型鍋爐燃燒。甚至過(guò)濾的很好的情 況下,可以供給發(fā)電機(jī)組發(fā)電。 那么生物質(zhì)氣化的原理是什么呢? 生物質(zhì)氣化分為四個(gè)過(guò)程:干燥階段,熱解階段,燃燒階段和還原階段,通過(guò)這四個(gè)階段,我們就可以讓生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為我們需要的清潔的可燃?xì)怏w,也就是木煤 氣,木煤氣的主要成分是氫氣和co,主要是通過(guò)不完全燃燒獲得的。雖然氣化過(guò)程分為四個(gè)階段,這四個(gè)階段并沒(méi)有很清晰的界限,甚至幾個(gè)過(guò)程會(huì)同時(shí)發(fā)生 的。需要注意的是,第二個(gè)階段,也就是熱解階段,熱解是生物質(zhì)在熱源的作用下,在缺氧的條件下使木材或者生物質(zhì)分解成木炭和各種液氣混合物,這是熱解階 段.第四個(gè)階段才是木煤氣的產(chǎn)生階段,這個(gè)階段的過(guò)程是化學(xué)變化和物理變化并存的,由于二氧化碳和水分通過(guò)炙熱的木炭,木炭極具活性,在高溫的條件下就產(chǎn) 生了化學(xué)反應(yīng)。二氧化碳和炭反應(yīng)產(chǎn)生可燃的co,生物質(zhì)中的水和炭產(chǎn)生反應(yīng)產(chǎn)生可燃的氫氣和co。
由于焦油處理技術(shù)與燃?xì)廨啓C(jī)改造技術(shù)難度大.存在的許多問(wèn)題(如系統(tǒng)未成熟,造價(jià)很高)限制了其應(yīng)用推廣。以恒壓方式向燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)提供潔凈燃?xì)?,以合乎用?hù)要求的電壓和頻率提供電力。以意大利12Mwe的BIGcC示范項(xiàng)目為例,發(fā)電效率約為31.7%但建設(shè)成本高達(dá)25000元/kW,發(fā)電成本約1.2元/(kW·h).實(shí)用性很差。近利用了生物質(zhì)原料固有的高反應(yīng)特性。生物質(zhì)的氣化強(qiáng)度超過(guò)l46000kg/(h·m).而其他氣化系統(tǒng)的氣化強(qiáng)度通常小于1000kg/(h·1TI)。Battelle氣化工藝的商業(yè)規(guī)模示范建在弗蒙特州的柏林頓McNeil電站,該項(xiàng)目的一期工程.用Battelle技術(shù)建造日產(chǎn)200t燃料氣的氣化爐,在初始階段生產(chǎn)的燃料氣用于現(xiàn)有的Mc—Neil電站鍋爐。二期工程安裝一臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)來(lái)接受從氣化爐來(lái)的高溫燃?xì)?,組成聯(lián)合循環(huán)。該氣化設(shè)備于1998年完成安裝并投入運(yùn)行。
固定床為生物質(zhì)氣化爐的一種重要床型,在國(guó)內(nèi)使用頗廣
固定床為生物質(zhì)氣化爐的一種重要床型,在國(guó)內(nèi)使用頗廣。利用現(xiàn)有技術(shù),研究開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)上可行、效率較高的系統(tǒng),是目前發(fā)展我國(guó)生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)的一個(gè)主要課題,也是我國(guó)能否有效利用生物質(zhì)的關(guān)鍵。生物燃料在固定床氣化爐中,按照一定順序經(jīng)歷干燥、熱解、氧化和還原幾個(gè)階段,終轉(zhuǎn)變成可燃?xì)怏w。這種在床層中的反應(yīng)方式在工業(yè)中應(yīng)用很廣,如層燃鍋爐、煤氣發(fā)生爐以及化工合成反應(yīng)器等。根據(jù)氣化劑供給位置和流過(guò)燃料層的方向,固定床氣化爐主要有上式和下吸式兩種。其中下吸式固定床氣化技術(shù)成熟,使用為頻繁。