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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。生物質(zhì)燃料多為莖狀農(nóng)作物經(jīng)過加工產(chǎn)生的塊裝環(huán)保新能源,其直徑一般為6~8毫米,長(zhǎng)度為其直徑的4~5倍,破碎率小于1。中國(guó)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(yùn)輸困難,在中國(guó)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(guó)有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。由于中國(guó)電力供應(yīng)緊張,而生物質(zhì)廢棄物浪費(fèi)嚴(yán)重,價(jià)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(jìn)入市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的條件。
Engine and power generation 內(nèi)燃發(fā)電機(jī) 燃燒凈化后得到的氣化氣,也是生物質(zhì)氣化發(fā)電的主要設(shè)備。一般經(jīng)過氣化后得到的煙氣,其熱值大約只有1000~1500大卡/m3,屬于一種低熱值的燃?xì)?。?nèi)燃發(fā)電機(jī)由兩部分組成,一是內(nèi)燃機(jī),二是發(fā)電機(jī)。使用低熱值燃?xì)獾膬?nèi)燃機(jī)的效率非常關(guān)鍵,它影響整個(gè)電站的輸出。發(fā)電機(jī)采用一般的發(fā)電機(jī)就可以了,沒有什么特殊要求;
Electricity 電力輸出 。整個(gè)系統(tǒng)的電力輸出,即系統(tǒng)效率主要取決于1、氣化器設(shè)計(jì)的好壞;2、洗滌器設(shè)計(jì)的好壞;3、內(nèi)燃機(jī)選用的好壞。
稻殼氣化發(fā)電系統(tǒng)只是生物質(zhì)發(fā)電系統(tǒng)的一個(gè)分支,生物質(zhì)氣化發(fā)電還可以使用其它的生物廢棄物如農(nóng)業(yè)秸稈、蘆葦、木屑等。它們的工作原理大致相同,輸送和氣化系統(tǒng)有些差別。
除此而外,生物質(zhì)發(fā)電還有:直接燃燒發(fā)電,摻燒發(fā)電(即以生物質(zhì)為主,摻燒一部分煤),沼氣發(fā)電等。
(1)采用循環(huán)流化床氣化爐為燃?xì)獍l(fā)生裝置,利用氣體內(nèi)燃機(jī)代替燃?xì)廨啓C(jī),采用簡(jiǎn)單可靠的燃?xì)鈨艋椒?。整個(gè)系統(tǒng)具有原料適應(yīng)性好,處理規(guī)模大,負(fù)荷適應(yīng)能力強(qiáng),發(fā)電等特點(diǎn);
(2)采用新型專利技術(shù),有效解決了燃?xì)鈨艋械碾y題;采用特種和好氧、厭氧相結(jié)合的方法處理焦油污水,實(shí)現(xiàn)氣化發(fā)電系統(tǒng)中焦油污水循環(huán)利用;
(3)建立的5MW生物質(zhì)氣化及聯(lián)合循環(huán)發(fā)電優(yōu)化系統(tǒng)示范工程,克服了傳統(tǒng)IGCC技術(shù)在發(fā)展中國(guó)家利用的限制,大大降低了技術(shù)難度和系統(tǒng)成本,設(shè)備全部國(guó)產(chǎn)化。
為了實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展,必須保證電力生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展,要想達(dá)到這一目標(biāo),必須走電力生產(chǎn)與環(huán)境保護(hù)相協(xié)調(diào)的發(fā)展道路,積極發(fā)展清潔的發(fā)電技術(shù)必將對(duì)人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展做出重要的貢獻(xiàn)。中國(guó)擁有充足的可發(fā)展能源作物,同時(shí)還包括各種荒地、荒草地、鹽堿地、沼澤地等??偟膩?lái)說(shuō),生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)是所有可再生能源技術(shù)中經(jīng)濟(jì)的發(fā)電技術(shù),綜合發(fā)電成本可接近小型常規(guī)能源的發(fā)電水平。我國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó),有豐富的價(jià)格低廉的農(nóng)業(yè)廢棄物資源,而同時(shí)農(nóng)村地區(qū)的電力供應(yīng)時(shí)常會(huì)出現(xiàn)短缺,因此日趨完善的生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。目前我國(guó)的生物質(zhì)氣化發(fā)電已初具規(guī)模,但利用效率仍十分低下,且仍存在不少技術(shù)問題如二次污染和熱效率不夠高等,僅達(dá)到了廢物利用的目的,還遠(yuǎn)未達(dá)到變廢為寶的程度。