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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。生物質(zhì)氣化是生物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程xin的技術(shù)之一。為除去氣化過程中產(chǎn)生的焦油,設(shè)計(jì)了焦油裂解裝置,將焦油在氣化爐內(nèi)分解,得到小分子可燃成分,提高氣體熱值。生物質(zhì)原料通常含有70℃~90℃揮發(fā)分,這就意味著生物質(zhì)受熱后,在相對較低的溫度下就有相當(dāng)量的固態(tài)燃料轉(zhuǎn)化為揮發(fā)分物質(zhì)析出。由于生物質(zhì)這種獨(dú)特的性質(zhì),氣化技術(shù)非常適用于生物質(zhì)原料的轉(zhuǎn)化。不同于完全氧化的燃燒反應(yīng),氣化通過兩個(gè)連續(xù)反應(yīng)過程將生物質(zhì)中的碳的內(nèi)在能量轉(zhuǎn)化為可燃燒氣體,生成的高品位的燃料氣既可以供生產(chǎn)、生活直接燃用,也可以通過內(nèi)燃機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電,進(jìn)行熱電聯(lián)產(chǎn)聯(lián)供,從而實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)的清潔利用。生物質(zhì)氣化的一個(gè)重要特征是反應(yīng)溫度低至600~650℃,因此可以消除在生物質(zhì)燃料燃燒過程中發(fā)生灰的結(jié)渣、團(tuán)聚等運(yùn)行難題。
能量利用和轉(zhuǎn)換
固定床中由于床內(nèi)溫度不均勻,導(dǎo)致熱交換效果較流化床差,但由于固體在床中停留時(shí)間長,故碳轉(zhuǎn)換,一般達(dá)90%~99%。流化床由于出爐燃?xì)庵泄腆w顆粒較多,造成不完全燃燒損失,碳轉(zhuǎn)換效率一般只有90%。兩者都具有較高熱效率。
環(huán)境效益
固定床燃?xì)怙w灰含量低,而流化床燃?xì)怙w灰含量高。其原因是固定床中溫度可高于灰熔點(diǎn),從而使灰熔化成液態(tài),從爐底排出;系統(tǒng)成本較低.操作簡單.生物質(zhì)氣化技術(shù)初期的凈化系統(tǒng)一般均采用這種方式。而流化床中溫度低于灰熔點(diǎn)(否則熔成結(jié)渣,無法正常運(yùn)行),飛灰被出氣帶出一部分。所以流化床對環(huán)境影響比固定床大,在實(shí)際設(shè)計(jì)中必須對燃?xì)膺M(jìn)行除塵凈化處理。
濕法去除焦油
濕法去除焦油是生物質(zhì)氣化燃?xì)鈨艋夹g(shù)中為普通的方法。它包括水洗法、水濾法,水洗法又分為噴淋法和吹泡法。
濕法凈化系統(tǒng)采用多級濕法聯(lián)合除焦油。系統(tǒng)成本較低.操作簡單.生物質(zhì)氣化技術(shù)初期的凈化系統(tǒng)一般均采用這種方式。這種方式有以下缺點(diǎn):含焦油的廢水外排易造成環(huán)境污染I大量焦油不能利用.造成能源損失;原料不分粗細(xì)、干濕,均可使用,也可使用原煤,比直接燒煤,省煤1/3以上。實(shí)際凈化效果并不太好鑒于國情,我國目前的生物質(zhì)氣化燃?xì)鈨艋夹g(shù)主要是以濕法除焦油為主.國內(nèi)一些科研單位已研究出符合中國國情的濕法燃?xì)饧夹g(shù)設(shè)備。