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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(guò)程。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。2億千瓦時(shí),消耗農(nóng)林剩余物20多萬(wàn)噸,為農(nóng)民增加收入5000萬(wàn)元以上。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。
中型生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)主要作為大中型企業(yè)的自備電站或小型上網(wǎng)電站,是當(dāng)前生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)的主要方式,所需的生物質(zhì)原料量較大,可適應(yīng)一種或多種不同的生物質(zhì)原料,氣化方式以流化床氣化為主,功率一般為500~3000kW。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。流化床氣化技術(shù)又包括鼓泡床氣化、循環(huán)流化床氣化及雙流化床氣化3種,其中研究和應(yīng)用多的是循環(huán)流化床氣化技術(shù),對(duì)生物質(zhì)原料適應(yīng)性強(qiáng),也可混燒煤、重油等傳統(tǒng)燃料,生產(chǎn)強(qiáng)度大,氣化。
從燃?xì)獍l(fā)電過(guò)程上分
氣化發(fā)電可分為內(nèi)燃機(jī)發(fā)電系統(tǒng)、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)及燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)。
(1)內(nèi)燃機(jī)發(fā)電系統(tǒng),以簡(jiǎn)單的內(nèi)燃機(jī)組為主,可單獨(dú)燃用低熱值燃?xì)猓部梢匀細(xì)?、燃油兩用,它的特點(diǎn)是設(shè)備緊湊,系統(tǒng)簡(jiǎn)單,技術(shù)較成熟和可靠。
(2)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng),采用低熱值燃?xì)廨啓C(jī),燃?xì)庑柙鰤?,否則發(fā)電效率較低,由于燃?xì)廨啓C(jī)對(duì)燃?xì)赓|(zhì)量要求較高,并且需有較高的自動(dòng)化控制水平和燃?xì)廨啓C(jī)改造技術(shù),所以,一般單獨(dú)采用燃?xì)廨啓C(jī)的生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)較少。
(3)燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng),是在內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電的基礎(chǔ)上,增加余熱蒸汽的聯(lián)合循環(huán),這種系統(tǒng)可以有效地提高發(fā)電效率。全世界都在謀求以循環(huán)經(jīng)濟(jì)、生態(tài)經(jīng)濟(jì)為指導(dǎo),堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,從保護(hù)人類自然資源、生態(tài)環(huán)境出發(fā),充分有效地利用可再生的、巨大的生物質(zhì)能源。一般來(lái)說(shuō),燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng),采用的是燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電設(shè)備,而且hao的氣化方式是高壓氣化,構(gòu)成的系統(tǒng)稱為生物質(zhì)整體氣化聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)。它的一般系統(tǒng)效率可達(dá)40%以上,是目前發(fā)達(dá)國(guó)家重點(diǎn)研究的內(nèi)容。