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大型生物質(zhì)氣化循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)包括原料預(yù)處理、循環(huán)流化床氣化、催化裂解凈化、燃氣輪機發(fā)電、蒸汽輪機發(fā)電等設(shè)備,適合于大規(guī)模處理農(nóng)林廢物。
除了將生物質(zhì)氣化用于發(fā)電之外,歐共體進而開展了生物質(zhì)氣化合成jia醇、氨的研究工作。生物質(zhì)氣化的一個重要特征是反應(yīng)溫度低至600~650℃,因此可以消除在生物質(zhì)燃料燃燒過程中發(fā)生灰的結(jié)渣、團聚等運行難題。1998年,歐共體建立了四個規(guī)模在4.8~12.1t/d之間不等的生年歐美開展了其它技術(shù)路線的研究,如比利時(2.5MWe)和奧地利(TINA,6MWe)開展的生物質(zhì)氣化與外燃式燃氣輪機發(fā)電技術(shù),美國的史特林循環(huán)發(fā)電等,但技術(shù)仍未成熟,成本較高。
“九五”期間進行1MWe的生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)研究,旨在開發(fā)適合中國國情的中型生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)。由于生物質(zhì)燃氣熱值低(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,必須具備兩個條件.一是燃氣進入燃氣輪機之前不能降溫,二是燃氣必須是高壓的。1MW的生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)已于1998年10月建成,采用一爐多機的形式,即5臺200kWe發(fā)電機組并聯(lián)工作,2000年7月通過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)燃機效率的限制.簡單的氣化一內(nèi)燃機發(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的“十五”863項目——4MWe的生物質(zhì)氣化發(fā)電裝置正處于研究開發(fā)之中。
氣化形式選定以后,從系統(tǒng)匹配的角度考慮,氣化設(shè)備應(yīng)滿足以下要求:
(1)產(chǎn)氣盡可能干凈,以減少后外理系統(tǒng)的復(fù)雜性,使焦油含量達到內(nèi)燃機允許的程度。如果后續(xù)凈化系統(tǒng)選用催化裂解工藝,還要盡可能使原始氣中的焦油具有易于催化裂解的特點
(2)產(chǎn)氣熱值要高而且穩(wěn)定,以提高內(nèi)燃機的輸出功率,増大整個系統(tǒng)的效率
(3)設(shè)計氣化爐本體及加料排渣系統(tǒng),應(yīng)充分考慮原料特性,實現(xiàn)連續(xù)運行
(4)充分利用余熱,提高能量利用率。