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。氣化劑中的水蒸氣分解，生成H2和CO2這些氣體與氣化劑中未反應(yīng)部分一起繼續(xù)上升，加熱上部的原料層，使原料層發(fā)生熱解，脫除揮發(fā)分，生成的焦炭落人還原層。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(kāi)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。

與發(fā)達(dá)國(guó)家生物質(zhì)氣化技術(shù)相比，國(guó)內(nèi)生物質(zhì)氣化裝置基本上是以空氣為氣化劑的常壓固定床氣化技術(shù)，其技術(shù)上的問(wèn)題主要是：燃?xì)赓|(zhì)量不穩(wěn)定且燃?xì)鉄嶂档停籆O含量過(guò)多，不符合城市居民使用燃?xì)鈽?biāo)準(zhǔn)；燃?xì)鈨艋敖褂偷奶幚碛写诟倪M(jìn)，國(guó)內(nèi)已建成的生物質(zhì)氣化系統(tǒng)，對(duì)燃?xì)獾膬艋敖褂偷奶幚泶蠖嗖捎盟次锢矸椒ǎ瑑艋什桓?，氣體中焦油含量較高，既造成能源浪費(fèi)，又加快設(shè)備損耗；整套裝置尚缺乏長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行試驗(yàn)，可靠性及使用壽命尚待確定；集中供氣系統(tǒng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與施工規(guī)范尚未形成，難以實(shí)現(xiàn)氣化技術(shù)的工程化。濕法就是利用水洗燃?xì)?，使之快速降溫從而達(dá)到焦油冷凝并從燃?xì)庵蟹蛛x的目的水洗除焦法存在能量浪費(fèi)和二次污染現(xiàn)象，凈化效果只能勉強(qiáng)達(dá)到內(nèi)燃機(jī)的要求。上述因素制約了生物質(zhì)氣化技術(shù)在我國(guó)的商業(yè)化推廣。

“九五”期間進(jìn)行1MWe的生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)研究，旨在開(kāi)發(fā)適合中國(guó)國(guó)情的中型生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)。雙流化床與循環(huán)流化床相似，如圖2所示，不同的是第I級(jí)反應(yīng)器的流化介質(zhì)在第II級(jí)反應(yīng)器中加熱。1MW的生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)已于1998年10月建成，采用一爐多機(jī)的形式，即5臺(tái)200kWe發(fā)電機(jī)組并聯(lián)工作，2000年7月通過(guò)中科院鑒定后投入小批量使用。該系統(tǒng)在很多方面比200kWe氣化發(fā)電有了改善，但由于受氣化效率與內(nèi)燃機(jī)效率的限制．簡(jiǎn)單的氣化一內(nèi)燃機(jī)發(fā)電循環(huán)系統(tǒng)效率低于18％，單位電量的生物質(zhì)消耗量一般大于1．2kg(dry)／(kW·h)。以中科院廣州能源所為主承擔(dān)的“十五”863項(xiàng)目——4MWe的生物質(zhì)氣化發(fā)電裝置正處于研究開(kāi)發(fā)之中。

氧化反應(yīng)生物質(zhì)在氧化層中的主要反應(yīng)

1、氧化反應(yīng) 生物質(zhì)在氧化層中的主要反應(yīng)為氧化反應(yīng)，氣化劑由爐柵的下部導(dǎo)入，經(jīng)灰渣層吸熱后進(jìn)入氧化層，在這里通過(guò)高溫的碳發(fā)生燃燒反應(yīng)，生成大量的 ，同時(shí)放出熱量，溫度可達(dá)1000~1300攝氏度， 在氧化層進(jìn)行的燃燒均為放熱反應(yīng)，這部分反應(yīng)熱為還原層的還原反應(yīng)，物料的裂解及干燥提供了熱源。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。 2、還原反應(yīng)。在氧化層中生成的 和碳與水蒸氣發(fā)生還原反應(yīng)。 3、裂解反應(yīng)區(qū)。氧化區(qū)及還原區(qū)生成的熱氣體在上行過(guò)程中經(jīng)裂解區(qū)，將生物質(zhì)加熱，使在裂解區(qū)的生物質(zhì)進(jìn)行裂解反應(yīng)。 4、干燥區(qū)。經(jīng)氧化層、還原層及裂解反應(yīng)區(qū)的氣體產(chǎn)物上升至該區(qū)，加熱生物質(zhì)原料，使原料中的水分蒸發(fā)，吸收熱量，并降低產(chǎn)生溫度，生物質(zhì)氣化爐的出口溫度一般為100~300℃