0/290/29生物質能發電技術介紹2007年3月PAGEPAGE15/29我國生物質能發電技術方向探討

來源：中國電力報所以單一技術不可能支撐一個產業。技術的多元化是支持秸稈發電產業的基礎，特別是需要國有技術的支持。1煤-秸稈混燃技術的特點是可以對現有的小型熱電廠進行改造，與新建電廠相比，投資很少。但是首先需要解決好電廠摻燒秸稈量的計量和監督的問題。由于每種技術都有各自的特點，所以，不應該完全肯定或完全否定某一項技術。關鍵是在選擇技術路線時，必須充分考慮項目所在地的實際情況，采用最適宜的技術。4～52.520510能源轉換產業的規模效益非常明顯，國外秸稈發電也有向大規模發展的趨勢，但是其農業生產以農場新疆等地，其他省份的秸稈發電項目規模不宜太大。15千米以內，其運輸1510以有效地防范秸稈收購價格被惡意抬升的風險。生物質發電不是小火電增加能源供給、保護生態環境、服務“三農”的重要措施。42.5上一些生物質直燃發電比較發達的國家來看，目前也均采用的是2.51.2容量的發電機組。而當今世界上運行的最大的生物質直燃發電機組是英國的ELY3.8面對這樣的困惑，社會各界需要正確認識和理解生物質發電項目自身的一些特點。首先，使用燃料的不同，從根本上區分了生物發電與常規小火電的性質。常規小火電一般都是燃燒不可再生的化石能源，而且大部分小火電設備落后，生產效率很低，造成大量的能源浪費。生物質發電利用可再生的植物秸稈做燃料，加之我國生物質資源非常豐富，所以未來生物質發電將會在替代能源中扮演重要角色。其次，從環保的角度看，常規小火電屬于重污染項目，燃燒煤炭所產生的大量二氧化碳和二氧化碳對環境的破壞非常嚴重。而生物質發電使用的是清潔的生物質能源，綠色無污染。而且，收集農林廢棄物來發電，還避免了農民大量焚燒秸稈帶來的環境污染。以國能單縣生物發電項目為例，2.5萬千瓦的發電機組一天就能處理農林廢棄物約600噸。可以緩解農村及邊遠地區的用能問題，顯著改進農村的用能方式，改善農村的村容村貌和居民生活條件。對農林廢棄物的采集、加工、運輸、儲存，會提高農民收入，增加農民就業機會，開辟農業經濟和縣域經濟新的產業。而常規小火電就不具備這些優勢。所以，生物質能發電和一般意義上的小火電有很大區別。有觀點把大力發展生物質能產業比喻成一件“一石四矢”的好事：能源替代，環境保護，農民增收，新經濟增長點。信息來源：中國工業報秸稈創造驚奇？2007年02月13日來源：《中國投資》作者：陳蕾不管是用來發電還是制酒精，一旦突破核心技術，形成產業化，對新農村建設都是一個巨大的支持喜訊。20060828180006∶1300012（以下簡稱中節能生物質能公司）投資建設的我國第一的發展時期。不管是制酒精，還是發電，對農民來說都意味著一件事：增收。在替代能源發展備受重視的大背景下，普通的農作物秸稈也被賦予了重大的商業意義，如今它們被冠以一個新的名字：生物質能。8重要途徑；是促進農村經濟發展、建設社會主義新農村的重要舉措。國外樣板中節能生物質能投資有限公司副總經理吳效華博士告訴《中國投資》：作為一種重要可再生能源，生物質能的發展前景非常廣闊，國外很早就涉足秸稈發電的研究。生物質直燃發電是利用生物質燃燒發電的技術，主要原料是農林廢棄物、城市固體廢棄物等，目前我國主要集中開發以農林廢棄物為原料的農林生物質發電。國能生物發電有限公司有關負責人對《中國投資》表示，生物質能直燃發電作為生物質綜合開發應用的重要內容，就是通過高效率的鍋爐技術燃燒農作物秸稈、林木廢棄物等可燃生物質進行發電。1970111988130國。300家的電力總量中所占比重逐年上升，其中瑞典的生物質能源利用率已占其能源消費總量的16%左右。有消息稱，到2020151140萬個就業機會。出，可供直燃發電的21村經濟的發展。有待檢驗題就是秸稈資源和運輸環節問題。62112建立秸稈收集網絡、保證秸稈資源供應是項目實施過程的一個關鍵環節。與國外農場式的農作物種植模式完全不同，中國大部分家庭的種植面積很小，土地大都復耕，種植種類變化大。這意味著，收集秸稈的難度較大，而且收集運輸過程本身需要消耗大量能量，經濟性有待經驗。吳效華介紹說，中節能生物質能公司的試運行項目起到了很好的示范作用。宿遷秸稈直燃發電示范項目已在當地形成了農民—販草戶—草場—秸稈電廠一條完整的產業鏈，即農民將秸稈銷售給販草戶，販草戶將收購的草出售給草廠，草廠經過加工打包，然后運輸到電廠銷售?！吨袊顿Y》在采訪中了解到，前期通過政府和項目公司大力宣傳，很多農民堅持低茬收割，自覺收儲秸稈，集中堆放擇機銷售。許多農民經紀人主動與項目公司聯系，積極建立草場和收儲基地，并與中節能生物質能公司簽訂了合作協議。此外，國能生物發電有限公司經過一年多的實踐，在燃料收、儲、運方面也初步探索出一條符合中國國情的、適合公司發展的運作模式。李俊峰對記者說，目前在我們國家生物質能秸稈發電的技術不是問題，很早就有專家涉足研究這一領域，并且政策也非常支持，目前主要困難就是秸稈的收集和儲存?！皩斩挵l電項目，我們不能太樂觀，也不能太悲觀，一個項目需要運行一段時間后才能看出是否可行”。社會效益55020203000色能源工廠”等，都是把生物質能秸稈發電技術作為21盡管國內目前還沒有完全普及秸稈發電項目，不過現有的試點項目還是取得了成功。2002.48275t/h中溫中壓燃燒秸稈鍋爐，配置112MW112MW據悉，項目建成后，每年可燃燒秸稈約17～209.813200850015005000“作為國有企業，我們不僅考慮社會效益、環境友好效益，同時也得考慮國有資產保值和增值問題。所以我們力求經濟效益持平或者微利?！眳切A說。李俊峰對《中國投資》說，目前國家發改委已經審批了20家發改委列為國家級示范項目，兩個示范項目都將引進丹麥BWE單縣生物發電廠是由國家電網公司旗下的國能生物發電有限公司投資建設的，并且是我國第一個生物質能發電廠。以棉花秸稈和林業廢棄物為燃料，裝機容量為2.5萬千瓦。國能單縣生物發電項目的建成投產，開創了國內生物質直燃發電這一新型朝陽產業發展的先河，實現了國內農林廢棄物綜合利用新的突破。該項目按年運行6000201.640001000108000螺旋給料機、雙列平板給料機是國內第一次設計和制造。該項目從200510202006121同時，作為農民的生活用能，秸稈燃燒效率只有約15%，而生物質直燃發電鍋爐可以將熱效率提高到90%以上，顯著提高了生物質的利用效率，是節約能源的重要措施。1011184000再來看河北，晉州項目每年燃燒秸稈201.38億kwh1002000/年；與同等規模的燃煤火電廠相比，一年可節約l0“發展農作物秸稈直燃發電不僅僅能減少溫室氣體的排放，而且作為一種清潔的、可再生能源還能增加農民收入?！眳切A說。中節能生物質能公司的宿遷項目采用了由北京中環聯合環境工程有限公司研制的秸稈上料系統，擁有完全的自主知識產權。目前國外的秸稈上料系統和燃燒技術只能局限于單一的秸稈，而中節能生物質能公司采用的秸稈直燃發電給料裝置和燃燒系統可以適合多種復合秸稈同時燃燒，更適合中國國情，同時也降低了建設成本。這將實現從對國外技術的依賴為主向自主創新為主的戰略轉變，對于秸稈直燃發電項目的建設推廣具有重大而現實的意義。政策優惠目前，生物質發電事業得到了各級政府高度重視和大力支持。20066891990作了有關鼓勵開發利用清潔能源，包括可再生能源的原則規定。2006發電有關管理規定》、《可再生能源發電價格與費用分攤管理試行辦法》和《關于可再生能源發展專項資金暫行管理辦法》，明確了發電企業和電網企業的責任和義務，給出了生物質發電的電價政策和有關鼓勵措施。地省政府價格主管部門按現行電價政策提出上報國家發展和改革委員會核批后，一般在0.50～0.60政策的出臺為秸稈發電在農村的推廣利用提供了有力的保障。業表示出了很大的興趣和參與熱情。生物質熱解技術簡介按溫度，升溫速率，固定停留時間（反應時間）和顆粒大小等實驗條件可將熱解分為炭化（慢熱解快速熱解和氣化。由于液體產物的諸多優點和隨之而來的人們對其研究興趣的日益高漲，對液體產物收率相對較高的快速熱解技術的研究和應用越來越受到人們的重視?？焖贌峤膺^程在幾秒或更短的時間內完成。所以，化學反應，傳熱傳質以及相變現象都起重要作用。關鍵問題是使生物質顆粒只在極短的時間內處于較低溫度（此種低溫利于生成焦炭，然后一直處于熱解過程最優溫度。要達到此目的的一種方法是使用小生物質顆粒（應用于流化床反應器，另一種方法是通過熱源直接與生物質顆粒表面接觸達到快速傳熱（這一方法應用于生物質燒蝕熱解技術中。由眾多實驗研究得知，較低的加熱溫度和較長氣體停留時間會有利于炭的生成，高溫和較長停留時間會增加生物質轉化為氣體的量，中溫和短停留時間對液體產物增加最有利。秸稈發電商品化前景分析更有意義的是將使生物質能資源的商品化成為可能，一方面農民可通過出售秸稈獲得更多的收入；另一方面過去農村使用直接燃燒秸稈的方式進行炊事，要為秸稈的收集、運輸、儲存以及在直接燃燒時花費大量的時間和勞力。如果能使用秸稈發電，農村使用更多的商品能源，農民將獲得更多的時間從事生產性勞動，以盡早脫貧致富。因此，將秸稈發電進行能源方式轉化，是一件利國利民的好事。生物質能秸稈發電的工藝流程農作物秸稈在很久以前就開始作為燃料，直至1973年第一次石油危機時丹麥開始研究利用秸稈作為發電燃料。在這個領域丹麥BWE公司是世界領先者，第一家秸稈燃燒發電廠于1998年投入運行(Haslev，5Mw)。此后，BWE公司在西歐設計并建造了大量的生物發電廠，其中最大的發電廠是英國的Elyan發電廠，裝機容量為38Mw。秸稈的處理、輸送和燃燒發電廠內建設兩個獨立的秸稈倉庫。每個倉庫都有大門，運輸貨車可從大門駛入，然后停在地磅上稱25％，則為不合格。在歐洲的發電廠中，這項測99組測量值，測量完所有秸稈捆之后，測量結果可以存入連接至地磅的計算機。然后使用叉車卸貨，并將運輸貨車的空車重量輸入計算機。計算機可根據前后的重量以及含水量計算出秸稈的凈重。?()的進料輸送機傳送至進料系統；秸稈包被推壓到兩個立式螺桿上，通過螺桿的旋轉扯碎秸稈，然后將秸稈傳送給螺旋自動給料機，通過給料機將秸稈壓入密封的進料通道，然后輸送到爐床。爐床為水冷式振動爐，是專門為秸稈燃燒發電廠而開發的設備。鍋爐系統(450)具有較高的腐蝕性。此外，飛灰的熔設計了過熱器系統，已經用在最新的發電廠中。汽輪機系統汽輪機系統渦輪機和鍋爐必須在啟動、部分負荷和停止操作等方面保持一致，汽輪機和鍋爐，協調鍋爐、汽輪機和空冷凝汽器的工作非常重要。空冷凝汽器丹麥的所有發電廠都是海水冷卻的，西班牙的Sanguesa發電廠是河水冷卻，英國的Ely發電廠裝有空氣冷凝器。在中國，空氣冷凝器是一種很成熟的產品，可以在秸稈發電廠中采用。環境保護系統mg/Nm3，大大低于中國燒煤發電廠的煙灰排放水平。布袋除塵器為脈動噴射式，容器由壓縮空氣脈沖清潔。副產物秸稈通常含有3％～5％的灰分。這種灰以鍋爐飛灰和灰渣/爐底灰的形式被收集，這種灰分含有豐富的營養成分如鉀、鎂、磷和鈣，可用作高效農業肥料。我國農村推廣秸稈發電技術意義重大7.26.04t實施秸稈發電技術，在節省不可再生資源、緩解電力供應緊張等方面都具有特別重要的意義。秸稈資源是新能源中最具開發利用規模的一種綠色可再生能源秸稈為低碳燃料，且硫含量、灰含大大地改善環境質量，對環境保護非常有利。1.450.91t，工業原料0.14t，作為農民傳統2.8t24152.340％。除了上述用途外，還有18.7％約1.13t污染環境，影響交通，而且造成生物質能源的極大浪費。2.2我國利用秸稈發電的市場廣闊相應的計劃，如日本的“陽光計劃21世紀發展可再生能源戰略的重點工程。根據我國新能源和可再生能源發展綱要提2010萬kw。因此，從中央到地方政府都制定越廣闊。我國農村的秸稈資源相當豐富，主要的農作物種類有稻谷、小麥、玉米、豆類、薯類油料作物、棉花20002010年期間，我國每年秸稈資源的可獲得量為3.5億～3.7t1.7tce。如果0.9億kw5000h4500kWh。我國開始引進世界先進技術，啟動生物質能發電工程示范項目的實施農作物秸稈直接燃燒供熱發電的利用方式，是一條將秸稈轉化為生物質能源可行的工藝技術路線。如果秸稈直接燃燒供熱發電示范成功，將成為中國最大的支農項目、最大的節能、環保項目，是我國最可能迅速大面積推廣的可再生能源項目。正是由于秸稈直燃發電項目擁有以上特點，同時它又可能解決目前許多企業面臨的煤炭供應趨緊，價格持續上升的問題，我國啟動實施秸稈發電的示范工程引起了國內外業界的極大關注。引進的丹麥BWE公司秸稈發電技術居世界領先地位207024％以上。丹麥BWE公司是亨譽世界的發電廠設備研發、制造企業之一，長期以來在熱電、生物發電廠鍋爐領域處于全球領先地位。丹麥BWE公司率先研發的秸稈生物燃燒發電技術，迄今在這一領域仍是世界最高年丹麥誕生了世界上第一座秸稈生物燃燒發電廠。13BWE秸稈發電技術已走向世界。瑞典、芬蘭、西班牙等國由BWE公司提供技術設備建成了秸稈發電廠，其中位于英國坎貝斯的生物質能發電廠是目前世界上最大的秸稈發電廠，裝機容量3.8kW。我國大型企業與丹麥BME公司合資合作蓄勢待發由中國龍基電力科技有限公司與北京德源投資有限公司共同合作經營的龍基電力有限公司，是BWE平臺。作為BWE公司在中國電力領域的項目發展公司和窗口公司，龍基電力有限公司將在中國境內投資生產世界先進的發電廠設備，逐步把BWE公司的生物質能發電技術引入中國，在國內生產BWE公司的生物質能發電鍋爐及全部配套設備。生物質能發電工程已列入國家級示范項目目前，國家發展和改革委員會已正式批準將河北晉州和山東單縣的生物質能秸稈發電工程列為國家級示范項目(發改能源[2004]2017號文件和發改能源[2004]2018號文件)，旨在示范中完善技術，規范和培育市場，形成新的產業。這正式將秸稈發電技術在國內的推廣駛上了一條農村能源全新利用的快車道。(1×25MW)和山東單縣(1×24MW)兩個示范項目都將引進丹麥BWE公司的世界先進秸稈BWE先進技術的基礎上，開創出一條符合中國國情的新路。兩個示范項目如能成功，將給我國廣袤的農村帶來前所未有的新能源革命和巨大的經濟效益，如河北晉州項目每年燃燒秸稈20t1.38kWh100元的收購價測算，將帶動農戶增收2000年；與同等規模的燃煤火電廠相比，一年可節約l0萬多tce。除上述兩個示范項目外，江蘇如東縣、黑龍江慶安縣、北京平谷區等生物質能豐富的縣(區)都在積極與龍基電力有限公司洽談，著手籌建秸稈發電廠。4結論根據國家對可再生能源發電的一系列優惠政策，秸稈發電廠所發電量由電網全額收購；上網電價經當地省政府價格主管部門按現行電價政策提出上報國家發展和改革委員會核批后，一般在0.50～0.60元左右；進口設備的關稅和進口環節增值稅全免，同時，各地方省市還因地制宜地制定了其它的補貼政策。這些政策的出臺為秸稈發電在農村的推廣利用提供了有力的保障。可以預見，在我國農村推廣生物質能秸稈發電技術市場廣闊，前景光明。生物質固體成型燃料與秸稈發電生物質固體成型燃料主要是指農業或林業生物質的固體成型顆粒，屬可再生能源。農林生物質具有重量輕、體積大、分布面積廣、收獲具有季節性等特點。針對生物質的這些特點，必須對其收集、儲存、運輸即生物質的收儲運模式認真研究，才能使大量的生物質作為可再生能源更好的為人類服務。自《中華人民共和國可再生能源法》實施一年來，我國相繼建設了一批生物質發電項目，其中部分廠已投入生產運行。這些投產和在建項目中，一般鍋爐型式都以引進采用西歐技術，即水冷爐排爐為主，秸稈打捆輸送至爐前經撕碎后送入爐內燃燒，或秸稈經破碎后輸送入爐內燃燒。應該說，這種鍋爐在燃燒技術上儲存難、運輸難、防火難四大難題。在已運行的秸稈經破碎后入爐的廠家還遇到了燃料入爐難的問題，使鍋爐難以達到額定出力。然而，生物質固體成型燃料可使上述難題迎刃而解。一是收集不再難。生物質固體成型設備以小型（產量為0.5-1噸／小時4萬元左右為宜，一秸稈收集不再難。二是儲存不再難。大量的分散的農戶加工使固體成型燃料分儲于農戶之中，就象千百家生物質“小煤礦”遍地開花，分散的儲存方法使儲存不再難。三是運輸不再難。生物質固體成型燃料的密度通常為1噸／立方米左右，和煤差不多。運秸稈就象運煤一樣使運輸不再難。四是防火不再難。秸稈可能用一根火柴就使其燃燒起熊熊大火，而壓縮成型后其燃點是比較高的，通常難以引燃，使其防火不再難。五是入爐不再難。秸稈壓縮成型后，體積大幅度縮小，密度大幅度增加，不再象秸稈那樣輸送入爐時容易蓬住、卡住，使生物質燃料入爐不再難。顯然，由于生物質固體成型燃料密度大，便于儲存和運輸，從而使上述難題得到比較好的解決。但在二十幾萬噸的生物質電廠的經營管理者來說，必將是要高度關注的?，F以黑龍江雙贏再生能源有限公司設備為例，來看看生物質固體成型費用如何。20元／噸。人工費每人每天按4084噸，設備出力為0.54025500.8元／千瓦時計。三是秸稈粉碎成本20元／噸。四是材料消耗5元／噸。上述四項合計85元／噸。這就是說，在秸稈壓縮成型過程中，其費用每噸增加了85元。有比較才有鑒別。秸稈在壓縮成型過程中增加了費用，而秸稈打捆和秸稈壓縮成型相比有設有增加費用的地方呢？相互比較能是什么結果呢？第一、秸稈打捆和秸稈壓縮成型相比運輸費用大幅度增加。0.181噸／立方米左右，秸稈壓縮成型和秸稈打捆的密度相比，是5倍左右的關系。秸稈壓縮成型運費按噸公里0.5元，路程按5025125馬車才能運一噸秸稈，其運費之高是可想而知的，這也是老百姓常說的“十里不運草”的道理所在。第二、秸稈打捆選用水冷爐排爐和秸稈壓縮成型選用循環流化床相比固定資產投資將增大。以一個生物質電廠建兩臺75噸／小時鍋爐為例，按國產設備價格計算，兩臺水冷爐排爐和兩臺循環流化床鍋爐相比，約增加費用1000萬元，年增加折舊費約50萬元，按年息6％計息、年增財務費用60萬元。另外，水冷爐排爐秸稈輸送系統費用也要有所增加。第三、秸稈打捆需設秸稈收購點，使費用增加。七是秸稈防雨設施費用；八是需配備消防車及消防人員費用（配了消防車，秸稈著起火來也是無法撲救的。而秸稈固體成型則可省去上述費用，同時，也節省了秸稈運往收購點的運輸費用。顯然，僅從上述三項費用來看，秸稈打捆所增加的費用是可以抵消秸稈成型所增加的費用的。當然，兩者費用孰多孰少，多多少，少多少，還是需要通過兩者的示范項目，對秸稈的收儲運情況和價格體系，從實踐中總結對比，才能得出比較準確的數據。應該說，將生物質固體成型燃料技術用于生物質發電生產，將使規模較大的生物質發電生產更容易現，是一個非常值得研究的重要課題。 中國新能源網網友齊宗理投稿序號序號項目單位數值備 注12年節約標準煤噸10.4123263煤1314投資估算秸稈燃氣熱值小時耗水量mJ/m3噸＞4.610秸稈氣化發電大型設備產品簡介本項目全年發電量7927920秸稈氣化發電大型設備產品簡介本項目全年發電量79279203264益巨大。工藝流程產品性能指針1燃氣內燃機組發電容量kW200×55臺機組一小時發電量2日發電量kWh240001000kWh×24小時3年發電量萬度79224000kWh×330天4廠用電率6%萬度47.25年售電量萬度744.486日消耗秸稈噸241套機組7年消耗秸稈噸792024噸×330天8日產秸稈燃氣m3480002000m3×24噸9年產秸稈燃氣萬m3154848000m3×330天10每度電秸稈耗量kg/kWh1一度電用1公斤秸稈111噸秸稈產氣m320001、秸稈氣化、凈化設備，每套95萬元；2、200kW內燃發電機，每臺40萬元，5臺計200萬元；3、1000m3貯氣柜，55萬元；4、發電輸配費用150萬元；570630項目建設投資總費用合計為600萬元。秸稈電站鍋爐簡介75t/h改來實現。環保型生物質秸稈稻殼氣化發電系統概述本生物質氣化爐是一種將生物質氣化處理的系統。該系統具有占地小、環保、易操作、易運輸、易安裝、功能完善、維修快捷的特點。該系統可將目前各種谷殼、秸桿、木屑、蔗渣、麥桿等生物質進行氣化處理，達到冷卻、凈化的燃氣為目的。最大限度的降低了用戶在使用過程中的維修及零配件更換時間，從而減少了使用成本。該系統采用半自動方式控制并配置自動保護裝置，保證了環保型氣化系統的使用過程中的穩定性、安全性。技術領域本生物質氣化爐涉及通過一套系統，將以谷殼、秸桿、木屑、蔗渣等生物質為原料進行氣化，達到去除氣化后燃氣中灰塵和焦油、凈化燃氣的目的。技術背景生物質能是可再生能源的一種，近年出現的生物質氣化技術，是指在一定地理范圍內，將較為分散的谷殼、秸桿、蔗渣、木屑、麥桿等農業廢棄物集中轉化為生物質燃氣，再加以利用的一種技術。生物質在氣化過程中，由于高溫裂解而產生的灰塵和焦油以微粒的形態存在于生物質燃氣中，焦油微粒在溫度降低時會重新凝結成固態的焦油，并與燃氣中的潮濕灰塵微粒結合，堵塞管道和嚴重損壞燃氣發動機的機械部件。因此，如何將生物質燃氣中的灰塵和焦油微粒除去，確保生物質燃氣在通過燃氣發動機組來產生電能的過程中，不因灰塵、焦油凝結而導致燃氣發動機損壞或停機，是生物質氣化發電技術應用中面對的一項難題。為了除去生物質燃氣中的灰塵、焦油微粒，而且要保證去除過程中不在產生對環璄的二次污染上，目前大部分的生物質氣化設備生產廠家都是采用機械方法，這種方法只能在一定程度上減少燃氣中灰塵和焦最后還是會因灰塵和焦油微粒越積越多而出現故障，導致停機。而一般捕焦、除塵設備，雖然早已出現，但這類產品都是針對大型的火電廠、化工廠、洗煤廠而設計開發的，而一般生物質氣化發電項目的燃氣流量較小，且生物質燃氣與火電廠、化工廠需要處理的氣體性質有很大差別，因此，目前市場上還沒有針對生物質氣化而設計生產的有效除塵、除焦且不對周遭環璄產生二次污染裝置和產品。環保型生物質氣化系統內容本系統的主要在于提供一種處理能力、產品結構、設備體積、安裝方式都已知的環保型生物質氣化系高效，又使用安全、維修方便的生物質氣化系統。本系統的工作原理是：在可調控的進料、進風同時，讓最少的生物質在氣化爐中高效氣化，通過特有的冷卻器，對生物質氣化后的燃氣進行除塵冷卻的同時，不對周遭環璄產生二次水、氣污染，再通過冷卻、除塵、除焦的處理，從而達到降溫的同時去除生物質氣化的燃氣中灰塵和焦油微粒的目的。根據上述工作原理生產的環保型生物質氣化系統，面臨的主要問題是：如何以最少的原料產生最大的燃氣？如果有效的去除氣化后燃氣的灰塵和焦油？如何保證在去除燃氣中灰塵、焦油的同時不對周遭環璄產生二次污染？如何方便地運輸、安裝以及維護？本系統是一種解決以上問題研發出來的一種可以付諸實際使用的環保型生物質氣化系統。No.123

項目組數量臺)氣化爐形式占地面積(m2)

湖光牌）生物質秸稈，稻殼氣化發電系統主要技術參數400KW400KW循環400KW400KW循環500KW500KW循環600KW600KW循環800KW2X400KW循環1MW2X500KW循環1.2MW2X600KW循環8085901001201406666666X36X38X39X310X312X3333333鋼結構鋼結構鋼結構鋼結構鋼結構鋼結構3035405055656006406807509001120<40T<40T<45T<55T<60T<70T160020002400320040004800≤720≤900≤1080≤1440≤1800≤2160≤15%≤15%≤15%≤15%≤15%≤15%循環水池（寬）m水池深度(m)水池結構形式(T)機組總體積9 (m3)10 全套設備可裝集裝箱數量最大產氣量11 (Nm3/h)額定原料消耗量(kg/t)原料允許含水量(%)(%)(%)自耗電含發電機組)(kW)實際發電功17(kW)氣化爐尺18(mm)

65～70%

65～70%

65～70%

70%70%70%70%70%70%20%20%20%20%20%20%≤40≤40≤40≤50≤60≤6040050060080010001200φ1600φ1800φ1900φ2100φ2200φ2400H=7500H=7500H=7500H=7500H=7500H=8000

65～

65～16/29PAGEPAGE18/29生物質循環流化床氣化發電裝置主要用途生物質循環流化床氣化發電裝置是利用氣化技術，把各種生物質廢棄物轉換為可燃氣品位能源的目的。該技術應用范圍廣，靈活性好，根據用戶不同需要，發電規?？蛇x擇在400~4000kW之缺電農村地區等。工作原理生物質循環流化床氣化發電裝置主要由進料機構，燃氣發生裝置，燃氣凈化裝置，燃氣發電機組、控制裝置及廢水處理設備六部分組成，其流程如圖1所示。流程說明如下：進料機構：進料機構采用螺旋加料器，動力設備是電磁調速電機。螺旋加料器既便于連續均勻進料，又能有效地將氣化爐同外部隔絕密封起來，使氣化所需空氣只由進風機控制進入氣化爐，電磁調速電機則可任意調節生物質進料量。燃氣發生裝置：氣化裝置采用循環流化床氣化爐，它主要由進風機，氣化爐和排渣螺旋構成。生物質在氣化爐中經高溫熱解氣化生成可燃氣體，氣化后剩余的灰份則由排渣螺旋及時排出爐外。燃氣凈化裝置：燃氣需經凈化處理后才能用于發電，燃氣凈化包括除塵、除灰和除焦油等過程。本裝置采用三級除塵技術：第一級，慣性除塵器，除塵效率60%，第二級，旋風分離器，除塵效率90%，第三級，文氏管除塵器，效率達98%，經過三級除塵，燃氣中的固體顆粒和微細粉塵基本被清洗干凈，除塵效果較為徹底；燃氣中的焦油采用吸附和水洗的辦法進行清除，主要設備是兩個串聯起來的噴淋洗氣塔。燃氣發電裝置：采用燃氣發電機組，由于目前國內燃氣內燃機的最大功率只有200kW,故1000kW發電機組由5臺200kW的發電機并聯而組成?？刂蒲b置：由電控柜，熱電偶及溫度顯示表，壓力表及風量控制閥所構成。廢水處理設備：采用電凝聚的辦法處理廢水，處理后的廢水可以循環使用。運行溫度和氣體成分650-850℃，生物質氣化后的可燃氣中包括N2O2H2CO2COCH4CnHm等成分，氣體熱值在4600-6300kJ/Nm315%850堵住爐內排渣口，影響氣化爐的正常運行，因此，爐內溫度的控制十分關鍵。正常情況下，700~8008201所示。表1820°C條件下的氣體成份、熱值和氣化效率化學過程氣化爐內的化學過程主要包括燃燒反應、熱分解反應和還原反應。生物質原料進入氣化爐后，部分與氧氣燃燒，提供熱分解所需的熱量，大部分生物質在缺氧條件下發生熱分解反應，析出揮發份和焦碳，揮發份在高溫反應區內停留發生二次反應，使焦油進一步裂解為氣體，同時氣體和焦碳之間，氣體和氣體之間進一步發生還原反應。最后，氣相的焦油和氣體攜帶部分細顆粒焦碳、灰塵進入燃氣凈化裝置，部分焦碳通過慣性除塵器后回流進入氣化爐參加反應。氣相焦油冷凝，通過水洗除去，凈化后的燃氣達到內燃機的要求。主要特點本裝置的最大特點是燃氣發生裝置采用循環流化床氣化爐CFB。自1992年我國第CFBG（廣州能源研究所研制）年來的應用實踐表明，CFBG優點：原料適應性較好，配合適當的預處理過程，能處理不同種類的生物質原料；生產強度大，產氣量大，氣體熱值高，產生的燃氣中焦油含量少，氣化效率高；負荷適應能力強，啟動、停車容易，調節范圍大，運行平穩。CFBG物質能源的產業化應用開辟了新的途徑。2CFBG2可的技術指標較好，單機生產能力大，與400kW匹配具有明顯的優勢。2200kW1MWCFBG200kW1MW循環流化床氣化發電機組2m400kg/h1500kg/h生產強度127kg/m2.h600kg/m2.h氣體熱值3800-4600kJ/Nm34600-6300kJ/Nm3氣化效率47%65%發電效率11．8%16.5%谷殼耗量2.2kg/kW.h1.7-1.9kg/kW.h*其它原料的耗量大約為：秸桿或稻草1.6—1.8kg/kW.h；木屑1.3—1.5kg/kW.h.技術水平氣化爐是生物質氣化發電裝置的核心。本裝置采用的循環流化床氣化爐（CFBG）于19927已具有適合處理各種生物質廢料的系列化產品，取得了顯著的經濟和社會效益，引起社會的強烈反響，相繼獲得廣東省科技進步獎，中國科學院科技進步獎和國家科技進步獎。CFBG1MW19989月投入運行，各項技術指標都達到較高水平。該項技術在國內屬于領先地位，它的研究成功標志著我國生物質氣化發電技術取得了突破性進展。IGCC等相比，我國的氣化發電技術在規模和廣闊的市場潛力。經濟指標生物質循環流化床氣化發電裝置的投資成本和經濟效益是影響用戶應用積極性的關鍵因素。表3是600、800、10002000、3000、4000kW氣化發電裝置的經濟效益預算（以谷殼廢料為例2看出，考慮資金占用成本后，其發電成本在0.25-0.30元/0.5/2年左右。規模越大，經濟效益越顯著。對于一些木材氣化發電裝置的運行成本比谷殼的低，投資回收期大大縮短。規模總投資總發電量谷殼耗量原料費用規模總投資總發電量谷殼耗量原料費用人工費用管理費維修費總開支發電成本(kW)（萬元）（萬度/年）（萬噸/年）（萬元/年）（萬元/年）（萬元/年）（萬元/年）（萬元/年）(元/度)（6002283940.7358.4189.620106.00.304138002885250.9777.622.511.225.5136.80.2931710003506571.1894.422.513.531161.40.27821200066011311.92153.6402058.5272.20.27639300099019713.35268.0552587.7435.70.251594000132026284.48358.46530116.8570.20.24779注：(1)電力收購價以0.50元/度計算;谷殼以80噸/元計算;人工費用以人均年工資1.5萬元計算。(2)如果采用秸桿或稻草，原料耗量可以比谷殼省15%左右。應用條件根據生物質循環流化床氣化發電裝置的技術特點和經濟性特點，特別適用于有以下條件的工廠和地區使有大量的生物質廢料。如碾米廠的谷殼，家具廠或人造板廠的木屑、樹皮，林場或農場的枝椏材、秸殼等。由于這些廠家和地區的廢料便宜，只需支付運輸費用，所以有明顯的經濟效益。0.4元/度以上，才有較好的經濟效益。500kW500kW的工廠動力用電或為電網供電。19/29PAGEPAGE28/29生物質氣化發電摘要：生物質氣化發電系統采用農業、林業和工業廢棄物為原料，也可以以城市垃圾為原料。固定床氣化爐用于小規模氣化發電系統，采用內燃機發電方式；流化床氣化爐用于大、中規模氣化發電系統，采用燃氣輪機或蒸汽輪機發電方式，也可采用內燃機發電方式。一、前言盡管人們對能源的需求日益增長，然而作為人類目前主要能源來源的化石燃料卻迅速地減少，也許不久的將來會被用盡。七十年代的能源危機也證明了這一點。因此，尋找一種可再生的替代能源便成為社會普遍關注的焦點。生物質能源是一種理想的可再生能源，它來源廣泛，每年都有大量的工業、農業及森林廢棄物產出。即使不被用于生產能源，這些廢棄物(干基)[1]87%的能源需求[2]質作為燃料時，由于生物質在生長時需要的二氧化碳量相當于它燃燒時排放的二氧化碳量，因而對大氣的二氧化碳凈排放量近似于零。而且，生物質中硫的含量極低，基本上無硫化物的排放。所以，利用生物質作為替代能源，對改善環境，減少大氣中二氧化碳含量從而減少“溫室效應”都有極大的好處。因此，將生物質作為化石燃料的替代能源，便會向社會提供一種各方面都可被接受的可再生能源。-意合作項目“生物質氣化發電及綜合利用二、氣化發電原理及工藝流程經處理的（以符合不同氣化爐的要求）生物質原料，由進料系統送進氣化爐內。由于限地提供氧氣，生物質在氣化爐內不完全燃燒，發生氣化反應，生成可燃氣體─—氣化氣氣化氣一般與物料進行熱交換以加熱生物質原料，然后經過冷卻及凈化系統。在該過程中灰分、固體顆料、褂圖襖淠 銼懷 ィ 換 蟮鈉 寮純捎糜詵⒌紓 ǔ２捎謎羝 只 ⑷計 只 澳諶薊 ?br> 1.氣化爐氣化爐是生物質氣化的主要設備。在這里，生物質經燃燒、氣化轉化為可燃氣。氣化爐分固定床氣化爐、流化床氣化爐及攜帶床氣化爐。固定床氣化爐固定床氣化爐可分為下吸式、上吸式`橫吸式及開心式氣化爐種類型。下吸式固定床氣化爐的特征是氣體和生物質物料混合向下流動。通過高溫喉管區（式設有喉管區。生物質在喉管區發生氣化反應，而且焦油也可以木炭床上進行裂解。一般500kg/h。目前歐洲的一些國家已用于商業運行。上吸式固定床氣化爐的特點是氣體的流動方向與物料運動方向相反。向下流動的生物質原料被向上流動的熱氣體烘干、裂解。在氣休爐底部，固定碳與空氣中的氧氣進行不完全燃燒、氣化，產生可燃氣體。上吸式固定床氣化爐的熱效率比其它固定床氣化爐的高。且對原料要求不很嚴格。盡管目前沒有較大型號，便在原理上其容量不受限制。該種氣化爐主要應用在歐洲及東南亞一些國家。橫吸式固定床氣化爐的特點是空氣由側方向供給，產出氣體由側向流出。氣體流橫向通過燃燒氣化區。它主要用于木炭氣化。在南美洲應用廣泛并投入商業運行。要用于稻殼氣化，并已投入商業運行多年。1是固定床化爐對原料的一般要求。1固定床氣化爐對原料的要求氣化爐類下吸式上吸式橫吸式開心式原料類型廢水廢水木炭稻殼尺寸（mm）20—1005—10040—801—3水分（db%）<25<60<7<12灰分（db%）<6<25<6<20流化床氣化爐流化床氣化爐具有氣、固接觸，混合均勻和轉換率高的優點，是唯一在恒溫床上進行反700~850產生的焦油也可在流化床內裂解。流化介質一般選用惰性材料（如砂子，由于灰渣的熱性質易發生床結渣而喪失流化床功能，因此要控制好運行溫度。121級反2級反應器中進行氣化反應，雙流化床的碳轉化率也很高。攜帶床氣化爐攜帶床氣化爐是流化床氣化爐的一種特例，它不使用惰性材料，提供的氣化劑直接吹動生物質原料。該氣化爐要求原料破碎成細小顆粒，其運行溫度高達成1100~1300℃，產出氣體中焦油成分及冷凝物含量很低，碳轉化率可達100%。由于運行溫度高易燒結。故選材較難。氣化產物及處理體）~15MJ/Nm3（中熱值氣體）。2各種氣化爐產出氣體熱值類型下吸式上吸式橫吸式開心式單流床雙流床循環床攜帶床空氣□□□□□○氧氣○○○○○蒸汽 ○○□：低熱值氣體○：中熱值氣體氣體的凈化主要是除去產出氣體中的固體顆粒、可冷凝物及焦油。常用旋風分離器，水浴清洗器及生物質過濾器來凈化氣體。焦油問題是影響氣化氣使用的最大障礙，水浴清洗器除焦油效果較其它過濾器稍好些，。發電方式生物質氣化發電有3種方式。作為蒸汽鍋爐的燃料燃燒生產蒸汽帶動蒸汽輪機發電。這種方式對氣體要求不很卻。燃燒器在氣體成分和熱值有變化時，能夠保持穩定的燃燒狀態，排放物污染少。在燃氣輪機內燃燒帶動發電機發電。這種利用方式要求氣化壓力在氣化氣也不需冷卻，但有灰塵、雜質等污染的問題。式對氣體要求嚴格，氣化氣必須凈化及冷卻。三、中-意合作項目“生物質氣化發電及綜合利用”ENEA正在意大利制造。固定床氣化爐氣發電系統該套系統由意大利設計制造，雙方共同調試實驗。之后，將安裝在遼寧省能源研究所實驗室，供有關技術人員進行生物質氣化發電研究。300m500mTERSSI30kＷ。該系統主要技術參數如下：喉管區反應溫度：850-950℃產氣量：90Nm3/h產氣比：1.830kW氣化氣凈化后焦油含量：〈10mg/Nm3流化床氣化發電系統由于該系統最后將在營口一木材加工廠示范運行，因此是以該木材加工廠的加工廢棄物和稻殼為原料雙方共同設計的。流化床采用砂子，床高1.5m。反應溫度800℃。該氣化爐一個最大特點是采用雙流化區設計，即將流化床分為左右兩個區，兩個區的流化速度不同，并且生物質和床體材料可在兩個區進行循環，強化了流化效果，使氣化反應更加充分。氣化爐產生的氣化氣經空氣預熱器與氣化介質進行熱交換，然后經過噴淋清洗塔除焦油后送入儲氣柜，發電機為兩臺TERSSI公司的８０k流化床反應溫度：800℃產氣量：430Nm3/h產氣比：1.7氣化氣熱值：5-5.6MJ/Nm3發電量：160kW氣化氣凈化后焦油含量：〈10mg/Nm3四、結語中國是一個農業大國，有豐富的農業廢棄資源，生物質氣化發電技術日趨完善，具有廣闊的應用前景。固定床氣化技術以農業、林業廢棄物為原料，用于小規模氣化發電系統，面積農村、林區及偏遠地區，操作方便、簡單；流化床氣化發電系統適用于大、中規模，可以用農業和林產工業廢棄物作原料，面向工業企業，生產的電可供企業自身用電，也可并入電網。另外流化床氣化發電技術還可以應用在城市垃圾處理領域。利用生物質氣化發電技術既可以生產電能同時也使農業和林產工業廢棄物得到有效處理，因而不但是有社會經濟效益，也減少了處理這些廢棄物時造成的環境污染。中型生物質氣化發電系統系統出力一般在500一2000kW，其組成與小型裝置類似，由于氣化容量較大，氣化爐采用流化床或循環流化床形式，冷卻過濾系統比小型系統完善，除焦采用催化裂解的方法，使90%以上的焦油裂解成永久性氣體，水洗冷卻塔中排水的焦油含量可望達到排放標準，發電設備為內燃機發電機組。這種設備用于農村、農場、林場的照明用電或小工業用電，也適合糧食加工廠、木材加工廠等農村廢棄物較多區域進行自供發電。圖是中型生物質氣化發電系統示意圖。該系統可達到如下技術指標：功率范圍500-2000kw系統效率15%一20％發電參數達到工業標運行方式 連續大型生物質氣化發電系統大型生物質氣化發電系統發展于2090(integratedgasificationcombinedIGCC(hotairturbine)簡稱HATC(1)整體氣化聯合循環發電系統。整體氣化聯合循環發電系統如圖所示，由物料預處理設備、氣化設備、凈化設備、換熱設備(余熱鍋爐等)、燃氣輪機、蒸汽輪機發735%~40以常壓生物質IGCC為例，系統可以達到如下技術指標。輸出功率7000一30000kw35運行方式長期連續秸稈氣化爐焦油裂解技術焦油裂解技術（一）秸稈焦油的特性秸稈（即生物質）氣化的目標是得到盡可能多的可燃氣體產物，但在氣化過程秸稈（即生物質）氣化的目標是得到盡可能多的可燃氣體產物，但在氣化過程200℃）凝（如燃氣用于家庭或內燃機發電時），焦油的存在對氣化有多方面的不利影在秸稈熱轉換中，焦油的數量主要決定于轉換溫度和氣相停留時間，與加熱速率也密切相關。對一般秸稈而在秸稈熱轉換中，焦油的數量主要決定于轉換溫度和氣相停留時間，與加熱速率也密切相關。對一般秸稈而500長，意味著焦油裂解越充分。所以隨著氣相停留時間的增加，焦油產量會相應地減少（2）。焦油的成份非常復雜，可以分析到的成份有100多種，另外還有很多成份難以確定，而主要成份不少于20種，大部分是苯的衍生物及多環芳烴，其中含量大于5%的大約有7種，它們是：benzene（苯），naphthalene根據這些特點，我們應在氣化過程控制焦油的產生，減少氣體凈化的難度。（萘甲苯二甲苯苯乙烯酚）和茚5%，而且在高溫下很多成份會被分解。所以隨著溫度的升高，焦油含量中成份的數量越來越少（根據這些特點，我們應在氣化過程控制焦