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20世紀(jì)70年代,Gahly等首ci提出了將氣化技術(shù)用于生物質(zhì)這種含能密度低的燃料。生物質(zhì)氣化是生物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程xin的技術(shù)之一。生物質(zhì)原料通常含有70℃~90℃揮發(fā)分,這就意味著生物質(zhì)受熱后,在相對(duì)較低的溫度下就有相當(dāng)量的固態(tài)燃料轉(zhuǎn)化為揮發(fā)分物質(zhì)析出。為除去氣化過程中產(chǎn)生的焦油,設(shè)計(jì)了焦油裂解裝置,將焦油在氣化爐內(nèi)分解,得到小分子可燃成分,提高氣體熱值。由于生物質(zhì)這種獨(dú)特的性質(zhì),氣化技術(shù)非常適用于生物質(zhì)原料的轉(zhuǎn)化。不同于完全氧化的燃燒反應(yīng),氣化通過兩個(gè)連續(xù)反應(yīng)過程將生物質(zhì)中的碳的內(nèi)在能量轉(zhuǎn)化為可燃燒氣體,生成的高品位的燃料氣既可以供生產(chǎn)、生活直接燃用,也可以通過內(nèi)燃機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電,進(jìn)行熱電聯(lián)產(chǎn)聯(lián)供,從而實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)的清潔利用。生物質(zhì)氣化的一個(gè)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(tuán)聚等運(yùn)行難題。
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。
與發(fā)達(dá)國家生物質(zhì)氣化技術(shù)相比,國內(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?;與發(fā)達(dá)國家生物質(zhì)氣化技術(shù)相比,國內(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)鉄嶂档汀O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ǎ瑑艋什桓?,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)在我國的商業(yè)化推廣。