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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(zhǎng),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。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(duì)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。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;而流化床中溫度低于灰熔點(diǎn)(否則熔成結(jié)渣,無(wú)法正常運(yùn)行),飛灰被出氣帶出一部分。所以流化床對(duì)環(huán)境影響比固定床大,在實(shí)際設(shè)計(jì)中必須對(duì)燃?xì)膺M(jìn)行除塵凈化處理。
生物質(zhì)氣化的發(fā)電技術(shù)主要有以下三種方法:帶有氣體透平的生物質(zhì)加壓氣化、帶有透平或者是引擎的常壓生物質(zhì)氣化、帶有Rankine循環(huán)的傳統(tǒng)生物質(zhì)燃燒系統(tǒng)。對(duì)于燃?xì)庑枰扑?、干燥設(shè)備的用戶,亦可配套提供相應(yīng)成套設(shè)備,并可視用戶具體情況,優(yōu)選匹配氣化及凈化系統(tǒng)設(shè)備所需的轉(zhuǎn)機(jī)及附屬設(shè)施,確保用戶安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。傳統(tǒng)的BIGCC技術(shù)包括生物質(zhì)氣化、氣體凈化、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電及蒸汽輪機(jī)發(fā)電。由于生物質(zhì)燃?xì)鉄嶂档?約5021kJ/m3),爐子出口氣體溫度較高(800℃以上),要使BIGCC具有較高的效率,必須具備兩個(gè)條件.一是燃?xì)膺M(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)之前不能降溫,二是燃?xì)獗仨毷歉邏旱摹_@就要求系統(tǒng)必須采用生物質(zhì)高壓氣化和燃?xì)飧邷貎艋瘍煞N技術(shù)才能使BIGCC的總體效率較高(40%)目前歐美一些國(guó)家正開展這方面研究,如美國(guó)Battelle(63MWe)和夏威夷(6MWe)項(xiàng)目.歐洲英國(guó)(8MWe)、瑞典(加壓生物質(zhì)氣化發(fā)電4MWe)、芬蘭(6Mwe)以及歐盟建設(shè)3個(gè)7~12Mwe生物質(zhì)氣化發(fā)電BIGCC示范項(xiàng)目,其中一個(gè)是加壓氣化,兩個(gè)是常壓氣化。
生物質(zhì)氣化技術(shù)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展與現(xiàn)狀
我國(guó)對(duì)生物質(zhì)氣化技術(shù)的深入研究始于上世紀(jì)8O年代。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。經(jīng)過(guò)2O年的努力,我國(guó)生物質(zhì)氣化技術(shù)日趨完善。目前已經(jīng)成功開發(fā)出將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化成可燃?xì)怏w的技術(shù),大多采用固定床氣化,如河北的ND系列、山東的XFL系列、廣州的GSQ-110型和云南QL50、60型;建成的多個(gè)生物質(zhì)氣化的供熱、傳熱系統(tǒng),應(yīng)用在不同場(chǎng)合取得了一定的社會(huì)、環(huán)保和經(jīng)濟(jì)效益。