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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氣體的過程。由于生物質(zhì)發(fā)電所用的原料生物質(zhì)在生長時需要吸收二氧化碳,因此它抵消了燃燒時排放的二氧化碳,可以說利用它發(fā)電是一種無碳排放的發(fā)電,這是優(yōu)點之一。中國可用的固體生物質(zhì)數(shù)量巨大,主要以農(nóng)業(yè)廢棄物和木材廢物為主。生物質(zhì)分布分散,收集和運輸困難,在中國目前的條件下,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)在中國有獨特的優(yōu)勢。由于中國電力供應(yīng)緊張,而生物質(zhì)廢棄物浪費嚴重,價格低廉,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%,所以具備進入市場競爭的條件。
(1)采用循環(huán)流化床氣化爐為燃氣發(fā)生裝置,利用氣體內(nèi)燃機代替燃氣輪機,采用簡單可靠的燃氣凈化方法。整個系統(tǒng)具有原料適應(yīng)性好,處理規(guī)模大,負荷適應(yīng)能力強,發(fā)電等特點;
(2)采用新型專利技術(shù),有效解決了燃氣凈化中的難題;采用特種和好氧、厭氧相結(jié)合的方法處理焦油污水,實現(xiàn)氣化發(fā)電系統(tǒng)中焦油污水循環(huán)利用;
(3)建立的5MW生物質(zhì)氣化及聯(lián)合循環(huán)發(fā)電優(yōu)化系統(tǒng)示范工程,克服了傳統(tǒng)IGCC技術(shù)在發(fā)展中國家利用的限制,大大降低了技術(shù)難度和系統(tǒng)成本,設(shè)備全部國產(chǎn)化。
從燃氣發(fā)電過程上分
氣化發(fā)電可分為內(nèi)燃機發(fā)電系統(tǒng)、燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng)及燃氣)蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)。
(1)內(nèi)燃機發(fā)電系統(tǒng),以簡單的內(nèi)燃機組為主,可單獨燃用低熱值燃氣,也可以燃氣、燃油兩用,它的特點是設(shè)備緊湊,系統(tǒng)簡單,技術(shù)較成熟和可靠。
(2)燃氣輪機發(fā)電系統(tǒng),采用低熱值燃氣輪機,燃氣需增壓,否則發(fā)電效率較低,由于燃氣輪機對燃氣質(zhì)量要求較高,并且需有較高的自動化控制水平和燃氣輪機改造技術(shù),所以,一般單獨采用燃氣輪機的生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)較少。
(3)燃氣)蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng),是在內(nèi)燃機、燃氣輪機發(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?;谝陨蟽牲c,不僅秸稈收購價格不能過低,而且隨著此類項目的增多,收購價格還在上升。一般來說,燃氣)蒸汽聯(lián)合循環(huán)生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng),采用的是燃氣輪機發(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40%以上,是目前發(fā)達國家重點研究的內(nèi)容。