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由于燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng)發(fā)電后排放的尾氣溫度大于500℃,所以增加余熱鍋爐和過(guò)熱器產(chǎn)生蒸汽,再利用蒸汽循環(huán),可以有效提高發(fā)電效率,這就是生物質(zhì)整體氣化聯(lián)合循環(huán),其發(fā)電工藝流程如圖4所示。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?xì)廨啓C(jī)、蒸汽輪機(jī)等發(fā)電設(shè)備組成。功率范圍在7~30MW,整體效率可以達(dá)到40%。整體氣化熱空氣循環(huán)(IGHAT)技術(shù)正處于開(kāi)發(fā)階段,它和IGCC的主要區(qū)別在于用一個(gè)燃?xì)廨啓C(jī)代替了后者的燃?xì)廨啓C(jī)和汽輪機(jī)。由水蒸氣和燃?xì)獾幕旌瞎べ|(zhì)通過(guò)燃?xì)廨啓C(jī)輸出有用功,其整體效率可以達(dá)到60%,有望成為2020世紀(jì)的新型發(fā)電技術(shù)。同時(shí),生物質(zhì)氣化技術(shù)具有原料可再生及對(duì)環(huán)境友好的特點(diǎn),因而受到關(guān)注程度越來(lái)越高,并在過(guò)去幾十年里取得了重要進(jìn)展,尤其是近20年我國(guó)在生物質(zhì)氣化發(fā)電研究方面已經(jīng)取得了相當(dāng)?shù)某删?,目前正是該技術(shù)步入商業(yè)化運(yùn)用的關(guān)鍵階段。
Inertial separator 慣性分離器 將氣化器得到的氣體和氣體中的灰渣分離(慣性分離);
Ash tank 灰渣收集器 用以收集灰渣,稻殼氣化后的灰渣是一種化工原料,可以綜合利用;
Cyclonic separator 旋風(fēng)分離器 進(jìn)一步利用旋風(fēng)作用分離氣體和灰渣,使氣化氣中的灰渣盡可能低,從而保證內(nèi)燃機(jī)燃燒氣化氣時(shí),氣缸的磨損為特別?。?
Water 水 用以沖洗氣體,去除其中的焦油,使之凈化,也延長(zhǎng)內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)間。如果氣化氣中的焦油含量較高,在停機(jī)后再次啟動(dòng)時(shí),內(nèi)燃機(jī)容易被焦油卡死;
Venturi 文杜里噴嘴 一種噴嘴,用以擴(kuò)散氣體并使其中的焦油盡可能霧化成更小的霧滴,使氣化氣在水的沖洗下更容易被清潔;
在引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的大型生物質(zhì)整體氣化聯(lián)合發(fā)電技術(shù)時(shí),針對(duì)目前我國(guó)具體情況,采用內(nèi)燃機(jī)代替燃?xì)廨啓C(jī),其它部分基本相同的生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng),不失為解決我國(guó)生物質(zhì)氣化發(fā)電規(guī)?;l(fā)展的有效手段。二是氣體凈化,氣化出來(lái)的燃?xì)舛己幸欢ǖ碾s質(zhì),包括灰分、焦炭和焦油等,需經(jīng)過(guò)凈化系統(tǒng)把雜質(zhì)除去,以保證燃?xì)獍l(fā)電設(shè)備的正常運(yùn)行。一方面,采用氣體內(nèi)燃機(jī)可降低對(duì)氣化氣雜質(zhì)的要求(焦油與雜質(zhì)含量<100mg/m3即可),
可以大大減少技術(shù)難度;中國(guó)農(nóng)作物秸稈燃燒發(fā)電廠在河北石家莊晉州市和山東菏澤市單縣建設(shè)。另一方面,避免了調(diào)控相當(dāng)復(fù)雜的燃?xì)廨啓C(jī)系統(tǒng),大大降低系統(tǒng)的成本。從技術(shù)性能上看,這種氣化及聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)在常壓氣化時(shí)整體發(fā)電效率可達(dá)28%~30%,只比傳統(tǒng)的低壓B-IGCC降低3%~5%。但由于系統(tǒng)簡(jiǎn)單,技術(shù)難度小,單位投資和造價(jià)大大降低(約5000元/kW)。這種技術(shù)方案比較適合于我國(guó)目前的工業(yè)水平,設(shè)備可以全部國(guó)產(chǎn)化,適合于發(fā)展分散的、獨(dú)立的生物質(zhì)能源利用體系。