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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。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,無法正常運(yùn)行),飛灰被出氣帶出一部分。使用普通秸稈氣化爐有將近一半的燃?xì)獗话装桌速M(fèi),主要是燃燒不充分,亦稱為“化學(xué)熱損失”,未被燒盡的燃?xì)鉄崮鼙话装桌速M(fèi)了。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)。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。在傳統(tǒng)電捕焦的技術(shù)基礎(chǔ)上,針對(duì)生物質(zhì)燃?xì)馓攸c(diǎn),開發(fā)出適應(yīng)于生物質(zhì)燃?xì)獾男⌒碗姴督褂推鳌S捎谏镔|(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?。這就要求系統(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。
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)上的問題主要是:燃?xì)赓|(zhì)量不穩(wěn)定且燃?xì)鉄嶂档?;而并流式氣化爐是指氣化原料與氣化介質(zhì)在床中的流動(dòng)方向相同這兩種氣化爐按照氣化介質(zhì)的流動(dòng)方向不同又分別稱為上氣式、下氣式氣化爐。CO含量過多,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?,凈化效率不高,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。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。
生物質(zhì)氣化爐的制作工藝
生物質(zhì)氣化爐的制作工藝一般分為上吸式和下吸式兩種,簡(jiǎn)單來說上吸式氣化爐,就是原料從上入料口投入,經(jīng)過上述幾個(gè)步驟后生成可燃性氣體,后在底部用風(fēng)機(jī)強(qiáng)制送風(fēng),在氣化發(fā)生器上部輸出燃?xì)?,由于下吸式固定床氣化過程中可以二次裂解焦油,可有效地降低產(chǎn)物中焦油的含量。后者比較而言.結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,安裝后不易移動(dòng),但占地較小,容量一般較固定床的容量大。因此目前應(yīng)用的工藝以下吸式固定床式發(fā)生器為主。