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生物質(zhì)氣化是指生物質(zhì)由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)的一種變化,這種變化是混合變化既有物理變化也有化學(xué)變化。通過氣化,我們可以將干燥的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為清潔的氣體燃料,在目前環(huán)保的大趨勢(shì)下得到很多客戶的追捧。主要是很多地方都在限制煤的燃燒,不允許燒煤,只能燒氣了。 而生物質(zhì)氣化,正是符合環(huán)保的要求的,中國(guó)是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國(guó),每年有大量的農(nóng)業(yè)廢棄物,秸稈,玉米桿,稻殼,麥秸,椰殼,花生殼,木材邊角料,木屑,鋸末, 樹皮,小木塊等等,還有一些廢舊建筑模板,都可以通過生物質(zhì)氣化爐轉(zhuǎn)廢為寶。轉(zhuǎn)化的氣體,既可以家用燃?xì)?,也可以供給大小型鍋爐燃燒。甚至過濾的很好的情 況下,可以供給發(fā)電機(jī)組發(fā)電。 那么生物質(zhì)氣化的原理是什么呢? 生物質(zhì)氣化分為四個(gè)過程:干燥階段,熱解階段,燃燒階段和還原階段,通過這四個(gè)階段,我們就可以讓生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為我們需要的清潔的可燃?xì)怏w,也就是木煤 氣,木煤氣的主要成分是氫氣和co,主要是通過不完全燃燒獲得的。雖然氣化過程分為四個(gè)階段,這四個(gè)階段并沒有很清晰的界限,甚至幾個(gè)過程會(huì)同時(shí)發(fā)生 的。需要注意的是,第二個(gè)階段,也就是熱解階段,熱解是生物質(zhì)在熱源的作用下,在缺氧的條件下使木材或者生物質(zhì)分解成木炭和各種液氣混合物,這是熱解階 段.第四個(gè)階段才是木煤氣的產(chǎn)生階段,這個(gè)階段的過程是化學(xué)變化和物理變化并存的,由于二氧化碳和水分通過炙熱的木炭,木炭極具活性,在高溫的條件下就產(chǎn) 生了化學(xué)反應(yīng)。二氧化碳和炭反應(yīng)產(chǎn)生可燃的co,生物質(zhì)中的水和炭產(chǎn)生反應(yīng)產(chǎn)生可燃的氫氣和co。所以,以農(nóng)業(yè)廢棄物為原料的生物質(zhì)氣化發(fā)電又逐漸得到人們的重視。
生物質(zhì)能源是一種理想的可再生能源,由于其在燃燒過程中對(duì)大氣的二氧化碳凈排放量近似于零,可有效地減少溫室效應(yīng),因而越來越受到世界各國(guó)的關(guān)注。對(duì)生物質(zhì)能的概念及其轉(zhuǎn)化方式進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹,著重介紹了生物質(zhì)氣化技術(shù)在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀,提出了我國(guó)在生物質(zhì)氣化領(lǐng)域的重點(diǎn)研究方向。生物質(zhì)能源是一種理想的可再生能源。具有以下特點(diǎn):(1)可再生性;以意大利12Mwe的BIGcC示范項(xiàng)目為例,發(fā)電效率約為31.7%但建設(shè)成本高達(dá)25000元/kW,發(fā)電成本約1.2元/(kW·h).實(shí)用性很差。(2)低污染性(生物質(zhì)硫含量、氮含量低,燃燒過程中產(chǎn)生的SO2、NO2較低,生物質(zhì)作為燃料時(shí),二氧化碳凈排放量近似于零,可有效地減少溫室效應(yīng));(3)廣泛的分布性。缺乏煤炭的地域可充分利用生物質(zhì)能。所以,利用生物質(zhì)作為替代能源,對(duì)改善大氣酸雨環(huán)境。減少大氣中二氧化碳含量從而減少“溫室效應(yīng)”都有極大的好處。生物質(zhì)能的低硫和CO2的零排放使生物質(zhì)成為能源生產(chǎn)的研究熱點(diǎn)。
使用的原料
流化床對(duì)原料的要求較固定床低。固定床必須使用特定種類、形狀和尺寸盡可能一致的原料;流化床使用的原料不限定種類,進(jìn)料形狀不限,顆粒尺寸可不一致。前者顆粒尺寸較大(>100mm),后者顆粒尺寸較小(>50ram)。
固定床氣化的主要產(chǎn)物是低熱值煤氣,含有少量焦油、油脂、氮等物質(zhì),需經(jīng)過分離、凈化處理。流化床產(chǎn)生的氣體中焦油和氮的含量較低,氣體成分熱值穩(wěn)定,出爐燃?xì)庵泄腆w顆粒較固定床多,燃?xì)獬鰻t溫度和床溫基本一致。
在生物質(zhì)氣化過程中,由于氣化溫度較低,致使氣化過程中產(chǎn)生的氣體的焦油含量大,且其成分非常復(fù)雜??梢苑治龀鰜淼某煞钟?00多種,主要組分不少于2O種,其中組分含量大于5%的有7種:ben、甲ben、二甲ben、萘、ben乙烯、酚和茚。焦油在低于200C的溫度下易凝結(jié)成液體。一般而言,溫度升高,焦油可發(fā)生高溫裂解生成不可再凝的小分子碳?xì)浠衔?。過濾法除焦油是將吸附性強(qiáng)的材料(如活性炭等)裝在容器中,使可燃?xì)獯┻^吸附材料.或者使可燃?xì)獯┻^裝有濾紙或陶瓷芯的過濾器,把可燃?xì)庵械慕褂瓦^濾出來。Corella等在研究中發(fā)現(xiàn):燃?xì)庵械慕褂秃侩S著溫度升高而減少,并認(rèn)為這主要是由于溫度升高有利于焦油發(fā)生以下裂解反應(yīng)以及水蒸氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)