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生物質(zhì)氣化是在一定的熱力學(xué)條件下,借助于空氣部分(或者氧氣)、水蒸氣的作用,使生物質(zhì)的高聚物發(fā)生熱解、氧化、還原重整反應(yīng),終轉(zhuǎn)化為CO,氫氣和低分子烴類等可燃?xì)怏w的過程。中國可用的固體生物質(zhì)數(shù)量巨大,主要以農(nóng)業(yè)廢棄物和木材廢物為主。生物質(zhì)分布分散,收集和運輸困難,在中國目前的條件下,難以采用大規(guī)模燃燒技術(shù),所以中小規(guī)模的生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)(200—5000kW)在中國有獨特的優(yōu)勢。國外生物質(zhì)能源在燃料生產(chǎn)與發(fā)電方面的應(yīng)用起步較早,主要利用農(nóng)作物、農(nóng)林廢棄物及加工廠廢棄物來進行燃料生產(chǎn)與發(fā)電。由于中國電力供應(yīng)緊張,而生物質(zhì)廢棄物浪費嚴(yán)重,價格低廉,所以生物質(zhì)氣化發(fā)電的成本,約為0.2-0.3元/Kw.h,已接近或優(yōu)于常規(guī)發(fā)電,其單位投資僅約3500—4000元/Kw,為煤電的60%-70%,所以具備進入市場競爭的條件。
我國農(nóng)林固體生物質(zhì)燃料特性
作為能源的農(nóng)林固體生物質(zhì),與化石燃料能源有很大的區(qū)別。農(nóng)林固體生物質(zhì)將具有可再生性,只要人類行為得當(dāng),這種能源就不會枯竭,可以周而復(fù)始的產(chǎn)生;生物質(zhì)能的利用不會導(dǎo)致大氣圈內(nèi)主要溫室氣體二氧化碳的凈增加積累,從而減緩地球的溫室效應(yīng);農(nóng)林固體剩余物的分布密度低,品種多樣,依照區(qū)域、氣候、地形、土壤、地形的不同而差別巨大,為原料的收集、運輸、加工和規(guī)?;脦砝щy。生物質(zhì)燃料的特點:(1)揮發(fā)份含量高,一般超過65%;江蘇吳江縣生產(chǎn)的稻殼氣化爐,利用碾米廠下腳料驅(qū)動發(fā)電機組,功率可達(dá)160kW,已進入示范應(yīng)用階段。(2)固定碳含量低,一般不超過20%;(3)低位發(fā)熱量約比煤小40%;(4)含灰量顯著低于煤,一般不超過l0%;(5)含硫量幾乎比煤低一個數(shù)量級;(6)灰熔點比煤低200~300℃。
大型生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)主要作為上網(wǎng)電站,它適應(yīng)的生物質(zhì)較為廣泛,所需的生物質(zhì)數(shù)量巨大,必須配套專門的生物質(zhì)供應(yīng)中心和預(yù)處理中心,系統(tǒng)功率一般在5000kW以上,雖然與常規(guī)能源相比仍顯得非常小,但在技術(shù)發(fā)展成熟后,它將是今后替代常規(guī)能源電力的主要方式之一。一般來說,發(fā)電規(guī)模越大,單位發(fā)電量需要的成本就越低,也越有利于提高熱效率和降低二次污染。Scrubber洗滌器用以洗滌氣體,使之凈化達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn),減少其中的焦油的含量,便于內(nèi)燃機使用。由表1的國內(nèi)200kW級和1000kW級氣化發(fā)電系統(tǒng)各項運行參數(shù)的對比數(shù)據(jù),可見發(fā)電規(guī)模對推廣氣化發(fā)電的重要性。