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中國(guó)對(duì)各種氣化方式都有研究,已完成了多種氣化爐的研制,目前已使用的氣化爐有上吸式、下吸式、敞口式和流化床等。從原理上講,各種氣化爐都可以用于氣化發(fā)電,但目前研究完成并正常運(yùn)轉(zhuǎn)的主要有三種,即敞口下吸式,下吸式及循環(huán)流化床(見表1),發(fā)電功率可以從幾千瓦到幾千千瓦,這為氣化發(fā)電技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展提供了條件。中國(guó)的生物質(zhì)具有較好的技術(shù)基礎(chǔ),只要解決二次污染,即具備與其他常規(guī)發(fā)電技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的條件。
生物質(zhì)氣化發(fā)電的投資主要包括氣化與凈化系統(tǒng)、發(fā)電設(shè)備及土建三部分。以1000KW的谷殼氣化發(fā)電系統(tǒng)為例,其投資構(gòu)成見表2。由表2可知,由于谷殼氣化不需要專門收集與運(yùn)輸設(shè)備和儲(chǔ)存設(shè)備,所以單位投資只需3500元/千瓦,大大低于小型的燃煤發(fā)電站(約6000元/千瓦)。生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)主要包括:直接燃燒發(fā)電技術(shù)、熱化學(xué)轉(zhuǎn)換發(fā)電技術(shù)、生物化學(xué)轉(zhuǎn)換發(fā)電技術(shù)等3種途徑。另外,由于氣化設(shè)備、配套設(shè)備及廢水處理設(shè)備等隨著容量的變小,其比例越來(lái)越高,BGPG的單位投資隨著容量的變小而越來(lái)越大,當(dāng)功率小于60KW時(shí),單位投資即高于小型燃煤電站的投資
環(huán)境效益
生物質(zhì)能是一種可再生、CO零排放、SO2、NO、含塵質(zhì)量分?jǐn)?shù)極低的清潔能源,是化石能源很好的替代燃料。歐洲國(guó)家對(duì)生物質(zhì)電廠賦予的職責(zé)是消耗秸稈維護(hù)大氣環(huán)境,對(duì)于生物質(zhì)發(fā)電給予較大的補(bǔ)貼,不考慮電廠的連續(xù)運(yùn)行時(shí)間和盈利問題。目前,出臺(tái)的相關(guān)政策支持度已很大。但隨著市場(chǎng)變化其支持力度還應(yīng)相應(yīng)跟上,使這一新興產(chǎn)業(yè)更好地發(fā)展。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(jī)使用。
適用范圍及應(yīng)用條件:
該生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)應(yīng)用范圍廣,靈活性好,根據(jù)用戶不同需要,發(fā)電規(guī)模可選擇在200-5000kW之間。用于處理碾米廠的谷殼,家具廠、人造板廠和造紙廠的木屑、邊角料、樹皮,為工廠提供電力,也適用于處理林場(chǎng)及農(nóng)場(chǎng)的枝椏材、秸桿、稻草、稻殼等,為缺電農(nóng)村地區(qū)和企業(yè)供電。固定床氣化爐工藝一般采用空氣為氣化劑,氣流方式有上吸式、下吸式或是平吸式,特點(diǎn)是設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于操作、可以實(shí)現(xiàn)多種生物質(zhì)原料的熱解氣化、投資少等。同時(shí),由于該項(xiàng)目屬于環(huán)保技術(shù),對(duì)消除污染,減少CO2的排放有重要的意義,有條件享受國(guó)家政府的相關(guān)優(yōu)惠政策,有很好的市場(chǎng)前景和巨大的推廣潛力。
在比利時(shí),有100年的歷史的布羅賽爾溫克能源技術(shù)公司是生物質(zhì)熱電聯(lián)產(chǎn)專用鍋爐的生產(chǎn)企業(yè),是早采用生物質(zhì)為燃料的鍋爐制造公司之一,如今已發(fā)展出適應(yīng)木材廢棄物、建筑木質(zhì)廢棄物、造紙廢棄物及城市垃圾等不同燃料的鍋爐設(shè)備。生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)的基本原理,是把生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可燃?xì)?,再利用可燃?xì)馔苿?dòng)燃?xì)獍l(fā)電設(shè)備進(jìn)行發(fā)電。與芬蘭、丹麥等國(guó)的技術(shù)不同,該公司的產(chǎn)品采用的是傾斜式液壓移動(dòng)式爐排,其熱效率可達(dá)85%,比較適用于20MW以下的生物質(zhì)發(fā)電。
美國(guó)在利用生物質(zhì)能發(fā)電方面處于世界領(lǐng)xian地位,各類生物質(zhì)發(fā)電站有350多座,發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘窟_(dá)700MW,提供了大約6.6萬(wàn)個(gè)工作崗位,據(jù)有關(guān)科學(xué)家估計(jì),到2010年,生物質(zhì)發(fā)電將達(dá)到13000MW裝機(jī)容量,可安排過17萬(wàn)就業(yè)人員。
美國(guó)的Battelle(63MW)和夏威夷(6MW)項(xiàng)目B-IGCC(整體氣化聯(lián)合循環(huán))氣化發(fā)電示范工程代表生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)的世界先進(jìn)水平,可生產(chǎn)中熱值氣體,系統(tǒng)示意圖見圖3。該氣化設(shè)備于1998年完成安裝并投入運(yùn)行。運(yùn)行經(jīng)濟(jì)分析由于收購(gòu)燃料價(jià)格上漲到310元/t,運(yùn)行成本約為0。除美國(guó)外,也有一些國(guó)家開展了B-IGCC研究項(xiàng)目,如英國(guó)(8MW)、瑞典(加壓生物質(zhì)氣化發(fā)電4MW)、芬蘭(6MW)以及歐盟的3個(gè)7~12MW生物質(zhì)氣化發(fā)電B-IGCC示范項(xiàng)目。