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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,中國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國,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。該爐可用鐵板生產(chǎn),也可以用復(fù)合材料生產(chǎn)(成本更低,每套500元左右)。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。
工業(yè)技術(shù)及運(yùn)行情況
從目前情況來看,固定床和流化床氣化爐的設(shè)計(jì)運(yùn)行時(shí)間一般都小于5000h。前者結(jié)構(gòu)簡單,堅(jiān)固耐用;后者比較而言.結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,安裝后不易移動(dòng),但占地較小,容量一般較固定床的容量大。啟動(dòng)時(shí),固定床加熱比較緩慢,需較長時(shí)間達(dá)到反應(yīng)溫度;流化床加熱迅速。可根據(jù)生物質(zhì)燃?xì)庵兴s質(zhì)較多的特點(diǎn),采用多級過濾的凈化方法??深l繁起停。
運(yùn)行過程中,固定床床內(nèi)溫度不均勻,固體在床內(nèi)停留時(shí)間過長,而氣體停留時(shí)間較短,壓力降較低;流化床床溫均勻,氣固接觸混合良好,氣固停留時(shí)間都較短,床內(nèi)壓力降較高。固定床的運(yùn)行負(fù)荷可以在設(shè)計(jì)負(fù)荷的20%~110%之間變動(dòng),而流化床由于受氣流速度必須滿足流化條件所限,只能在設(shè)計(jì)負(fù)荷的5O%~120%之間變化。該系統(tǒng)在很多方面比200kWe氣化發(fā)電有了改善,但由于受氣化效率與內(nèi)燃機(jī)效率的限制.簡單的氣化一內(nèi)燃機(jī)發(fā)電循環(huán)系統(tǒng)效率低于18%,單位電量的生物質(zhì)消耗量一般大于1.2kg(dry)/(kW·h)。
生物質(zhì)本身屬于可再生資源,可以有效地減少有害氣體的排放。而氣化過程一般溫度較低,氮氧化合物的生成量很少,所以能有效控制氮氧化合物的排放
生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)的靈活性,可以保證該技術(shù)在小規(guī)模下有效好的經(jīng)濟(jì)性,同時(shí)燃?xì)獍l(fā)電過程簡單,設(shè)備緊湊,也使生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)比其他可再生能源發(fā)電技術(shù)投資更小,所以總的來說,生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)是所有可再生能源技術(shù)中的發(fā)電技術(shù),綜合的發(fā)電成本已接近小型常規(guī)能源的發(fā)電水平