第6章生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)

1、第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工業(yè)出版社2第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)機(jī)械工業(yè)出版社36.1生物質(zhì)能的形式及其利用生物質(zhì)能的形式及其利用 6.2 生物質(zhì)能的制取與發(fā)電技術(shù)生物質(zhì)能的制取與發(fā)電技術(shù)6.3生物質(zhì)能的并網(wǎng)發(fā)電及對(duì)電網(wǎng)的影響生物質(zhì)能的并網(wǎng)發(fā)電及對(duì)電網(wǎng)的影響 6.4生生物質(zhì)能發(fā)電的經(jīng)濟(jì)技術(shù)性評(píng)價(jià)物質(zhì)能發(fā)電的經(jīng)濟(jì)技術(shù)性評(píng)價(jià) 第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)機(jī)械工業(yè)出版社4第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控

2、制技術(shù)生物質(zhì)能的形式及其利用生物質(zhì)能的形式及其利用 6.1.1生物質(zhì)能的概念生物質(zhì)能的概念 生物質(zhì)能是蘊(yùn)藏在生物質(zhì)中的能量，是綠色植物生物質(zhì)能是蘊(yùn)藏在生物質(zhì)中的能量，是綠色植物通過(guò)葉綠素將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而貯存在生物質(zhì)內(nèi)通過(guò)葉綠素將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而貯存在生物質(zhì)內(nèi)部的能量。部的能量。目前廣泛使用的化石能源如煤、石油和天目前廣泛使用的化石能源如煤、石油和天然氣等，也是由生物質(zhì)能轉(zhuǎn)變而來(lái)的。然氣等，也是由生物質(zhì)能轉(zhuǎn)變而來(lái)的。 生物質(zhì)能的生物質(zhì)能的優(yōu)點(diǎn)是優(yōu)點(diǎn)是燃燒容易、污染少、灰分較低；燃燒容易、污染少、灰分較低；缺點(diǎn)是缺點(diǎn)是熱值及熱效率低，直接燃燒生物質(zhì)的熱效率僅熱值及熱效率低，直接燃燒生物質(zhì)

3、的熱效率僅為為1030，體積大而且不易運(yùn)輸。，體積大而且不易運(yùn)輸。 機(jī)械工業(yè)出版社5第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù) 生物質(zhì)在生長(zhǎng)過(guò)程中通過(guò)光合作用吸收生物質(zhì)在生長(zhǎng)過(guò)程中通過(guò)光合作用吸收COCO2 2，在其作在其作為能源利用過(guò)程中，排放的為能源利用過(guò)程中，排放的COCO2 2 又有效地通過(guò)光合作用而又有效地通過(guò)光合作用而被生物質(zhì)吸收，因而，其產(chǎn)生和利用過(guò)程構(gòu)成了一個(gè)被生物質(zhì)吸收，因而，其產(chǎn)生和利用過(guò)程構(gòu)成了一個(gè)COCO2 2 的閉路循環(huán)。即的閉路循環(huán)。即 COCO2 2+H+H2 2O+O+太陽(yáng)能太陽(yáng)能 葉綠素葉綠素 ( ( CHCH2 2O) +HO) +H2 2

4、 O O （6-16-1） ( ( CHCH2 2O) O) 燃燒燃燒 COCO2 2+ +熱量熱量 （6-26-2） ( ( CHCH2 2O) O) 是生物質(zhì)生長(zhǎng)過(guò)程中吸收的碳水化合物的總稱(chēng)。是生物質(zhì)生長(zhǎng)過(guò)程中吸收的碳水化合物的總稱(chēng)。當(dāng)當(dāng)上述兩個(gè)反應(yīng)的上述兩個(gè)反應(yīng)的COCO2 2 達(dá)到平衡時(shí)，將對(duì)緩解日趨嚴(yán)重的溫室氣達(dá)到平衡時(shí)，將對(duì)緩解日趨嚴(yán)重的溫室氣體效應(yīng)產(chǎn)生重要的作用。體效應(yīng)產(chǎn)生重要的作用。機(jī)械工業(yè)出版社6生物質(zhì)轉(zhuǎn)化技術(shù)有：生物質(zhì)轉(zhuǎn)化技術(shù)有：直接燃燒方式直接燃燒方式 物化轉(zhuǎn)換方式物化轉(zhuǎn)換方式生化轉(zhuǎn)化方式生化轉(zhuǎn)化方式植物油利用方式植物油利用方式 第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)

5、能的發(fā)電與控制技術(shù)各種生物質(zhì)轉(zhuǎn)化技術(shù)的分類(lèi)和相關(guān)子技術(shù)如圖各種生物質(zhì)轉(zhuǎn)化技術(shù)的分類(lèi)和相關(guān)子技術(shù)如圖6 6-1-1所示。所示。 機(jī)械工業(yè)出版社7第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)圖圖6 6-1 -1 生物生物質(zhì)轉(zhuǎn)化技術(shù)質(zhì)轉(zhuǎn)化技術(shù) 生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換技術(shù)直接燃燒技術(shù)爐灶燃燒技術(shù)鍋爐燃燒技術(shù)固體燃料燃燒技術(shù)垃圾焚燒技術(shù)物化轉(zhuǎn)換技術(shù)木材干餾技術(shù)熱解氣化技術(shù)熱解制油技術(shù)生化轉(zhuǎn)換技術(shù)填埋制氣與堆肥技術(shù)小型戶(hù)用沼氣池技術(shù)大中型厭氧消化技術(shù)制取乙醇技術(shù)植物油技術(shù)禽畜糞便技術(shù)厭氧消化技術(shù)工業(yè)有機(jī)廢水厭氧消化技術(shù)機(jī)械工業(yè)出版社8第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)6.1

6、.2 6.1.2 生物質(zhì)能存在的形式生物質(zhì)能存在的形式森林能源及其廢棄物森林能源及其廢棄物 農(nóng)作物及其副產(chǎn)物農(nóng)作物及其副產(chǎn)物 禽畜糞便禽畜糞便 生活垃圾生活垃圾 機(jī)械工業(yè)出版社9第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)6.1.36.1.3生物質(zhì)能的開(kāi)發(fā)利用生物質(zhì)能的開(kāi)發(fā)利用 直接燃燒獲取熱能直接燃燒獲取熱能 沼氣沼氣 乙醇乙醇 甲醇甲醇 生物質(zhì)氣化產(chǎn)生的可燃?xì)怏w及裂解產(chǎn)品生物質(zhì)氣化產(chǎn)生的可燃?xì)怏w及裂解產(chǎn)品 1 1生物質(zhì)可以轉(zhuǎn)化的能源形式生物質(zhì)可以轉(zhuǎn)化的能源形式機(jī)械工業(yè)出版社10第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)壓縮成型和固體燃料制取技術(shù)生物質(zhì)

7、壓縮成型和固體燃料制取技術(shù) 生物質(zhì)氣化技術(shù)生物質(zhì)氣化技術(shù) 生物質(zhì)熱裂解液化制取生物油技術(shù)生物質(zhì)熱裂解液化制取生物油技術(shù) 干濕法厭氧消化制取沼氣技術(shù)干濕法厭氧消化制取沼氣技術(shù) 2 2生物質(zhì)能的實(shí)用轉(zhuǎn)化技術(shù)生物質(zhì)能的實(shí)用轉(zhuǎn)化技術(shù)機(jī)械工業(yè)出版社11第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)高效直接燃燒技術(shù)和設(shè)備高效直接燃燒技術(shù)和設(shè)備 薪材集約化綜合開(kāi)發(fā)利用薪材集約化綜合開(kāi)發(fā)利用 生物質(zhì)能的液化、氣化等新技術(shù)開(kāi)發(fā)利用生物質(zhì)能的液化、氣化等新技術(shù)開(kāi)發(fā)利用 城市生活垃圾的開(kāi)發(fā)利用城市生活垃圾的開(kāi)發(fā)利用 能源植物的開(kāi)發(fā)能源植物的開(kāi)發(fā) 3 3生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化技術(shù)的應(yīng)用前景生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化技術(shù)的應(yīng)用前

8、景機(jī)械工業(yè)出版社12第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)拓寬農(nóng)業(yè)服務(wù)領(lǐng)域、增加農(nóng)民收入拓寬農(nóng)業(yè)服務(wù)領(lǐng)域、增加農(nóng)民收入 緩解我國(guó)能源短缺、保證能源安全緩解我國(guó)能源短缺、保證能源安全 治理有機(jī)廢棄物污染、保護(hù)生態(tài)環(huán)境治理有機(jī)廢棄物污染、保護(hù)生態(tài)環(huán)境 廣泛應(yīng)用生物技術(shù)、發(fā)展基因工程廣泛應(yīng)用生物技術(shù)、發(fā)展基因工程 4 4我國(guó)發(fā)展和利用生物質(zhì)能源的意義我國(guó)發(fā)展和利用生物質(zhì)能源的意義第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)13機(jī)械工業(yè)出版社生物質(zhì)燃?xì)鉅t生物質(zhì)燃?xì)鉅t生物質(zhì)水暖鍋爐生物質(zhì)水暖鍋爐第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)14機(jī)械工業(yè)

9、出版社生物質(zhì)潔燃鍋爐生物質(zhì)潔燃鍋爐生物質(zhì)潔燃?xì)饣仩t生物質(zhì)潔燃?xì)饣仩t機(jī)械工業(yè)出版社156.2 6.2 生物質(zhì)能的制取與發(fā)電技術(shù)生物質(zhì)能的制取與發(fā)電技術(shù)由于電能具有清潔、易傳輸、易使用等優(yōu)良特由于電能具有清潔、易傳輸、易使用等優(yōu)良特性，只要提供電能，幾乎所有的設(shè)備都可以滿(mǎn)性，只要提供電能，幾乎所有的設(shè)備都可以滿(mǎn)足各自的需要。因而生物質(zhì)能除了直接轉(zhuǎn)化成足各自的需要。因而生物質(zhì)能除了直接轉(zhuǎn)化成熱能供消費(fèi)外，最終消費(fèi)形式還是以轉(zhuǎn)化成電熱能供消費(fèi)外，最終消費(fèi)形式還是以轉(zhuǎn)化成電能為主。能為主。第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)機(jī)械工業(yè)出版社16第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技

10、術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)農(nóng)林廢棄物直接燃燒發(fā)電、農(nóng)林廢棄物氣化發(fā)電農(nóng)林廢棄物直接燃燒發(fā)電、農(nóng)林廢棄物氣化發(fā)電垃圾焚燒發(fā)電、垃圾填埋氣發(fā)電垃圾焚燒發(fā)電、垃圾填埋氣發(fā)電生物質(zhì)直接液化制燃料油發(fā)電生物質(zhì)直接液化制燃料油發(fā)電沼氣發(fā)電沼氣發(fā)電 生物質(zhì)能發(fā)電是利用生物質(zhì)所具有的生物質(zhì)能生物質(zhì)能發(fā)電是利用生物質(zhì)所具有的生物質(zhì)能進(jìn)行的發(fā)電，是可再生能源發(fā)電的一種，包括進(jìn)行的發(fā)電，是可再生能源發(fā)電的一種，包括 機(jī)械工業(yè)出版社17第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)6.2.16.2.1生物質(zhì)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r生物質(zhì)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r國(guó)外生物質(zhì)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r國(guó)外生物質(zhì)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的

11、發(fā)展?fàn)顩r我國(guó)生物質(zhì)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r我國(guó)生物質(zhì)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r機(jī)械工業(yè)出版社18第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)6.2.26.2.2生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù) 生物質(zhì)能發(fā)電主要是利用農(nóng)業(yè)、林業(yè)和工業(yè)廢料生物質(zhì)能發(fā)電主要是利用農(nóng)業(yè)、林業(yè)和工業(yè)廢料或垃圾為原料，采取直接燃燒或氣化的方式發(fā)電?；蚶鵀樵?，采取直接燃燒或氣化的方式發(fā)電。 1 1生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電技術(shù)生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電技術(shù) 生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電是指把生物質(zhì)原料送入適合生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電是指把生物質(zhì)原料送入適合生物質(zhì)燃燒的特定鍋爐中直接燃燒，產(chǎn)生蒸汽帶動(dòng)蒸生物質(zhì)燃燒的特定鍋爐中直接燃燒，產(chǎn)生蒸汽帶動(dòng)

12、蒸汽輪機(jī)及發(fā)電機(jī)發(fā)電。汽輪機(jī)及發(fā)電機(jī)發(fā)電。 機(jī)械工業(yè)出版社19第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)包括生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)包括原料預(yù)處理原料預(yù)處理生物質(zhì)鍋爐防腐生物質(zhì)鍋爐防腐提高生物質(zhì)鍋爐的多種原料適用性提高生物質(zhì)鍋爐的多種原料適用性燃燒效率燃燒效率、蒸汽輪機(jī)效率蒸汽輪機(jī)效率 生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電利用技術(shù)又可分為單燃生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電利用技術(shù)又可分為單燃生物直燃技術(shù)和生物質(zhì)與煤混合直燃技術(shù)。生物直燃技術(shù)和生物質(zhì)與煤混合直燃技術(shù)。機(jī)械工業(yè)出版社20第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)（1 1）單燃生物直燃技術(shù)）單燃

13、生物直燃技術(shù) 秸稈等生物質(zhì)與常規(guī)燃料的區(qū)別主要有以下幾點(diǎn)秸稈等生物質(zhì)與常規(guī)燃料的區(qū)別主要有以下幾點(diǎn) 秸稈的含水量較大秸稈的含水量較大 秸稈的堆積密度較小秸稈的堆積密度較小 其燃燒機(jī)理與煤不同其燃燒機(jī)理與煤不同 機(jī)械工業(yè)出版社21第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)（2 2）生物質(zhì)與煤混合直燃技術(shù)）生物質(zhì)與煤混合直燃技術(shù) 生物質(zhì)與煤有生物質(zhì)與煤有2 2種混合燃燒方式種混合燃燒方式 生物質(zhì)直接與煤混合燃燒，產(chǎn)生蒸汽以帶動(dòng)蒸汽生物質(zhì)直接與煤混合燃燒，產(chǎn)生蒸汽以帶動(dòng)蒸汽輪機(jī)發(fā)電輪機(jī)發(fā)電. .將生物質(zhì)在氣化爐中氣化產(chǎn)生的燃?xì)馀c煤混合燃將生物質(zhì)在氣化爐中氣化產(chǎn)生的燃?xì)馀c煤混合燃燒，

14、產(chǎn)生蒸汽，帶動(dòng)蒸汽輪機(jī)發(fā)電燒，產(chǎn)生蒸汽，帶動(dòng)蒸汽輪機(jī)發(fā)電. . 機(jī)械工業(yè)出版社22第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)混合燃燒的技術(shù)優(yōu)勢(shì)：混合燃燒的技術(shù)優(yōu)勢(shì)： 煤與生物質(zhì)共燃，可以利用現(xiàn)役電廠提供一種快煤與生物質(zhì)共燃，可以利用現(xiàn)役電廠提供一種快速而低成本的生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)，具有廉價(jià)和低速而低成本的生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)，具有廉價(jià)和低風(fēng)險(xiǎn)。風(fēng)險(xiǎn)。煤粉燃燒發(fā)電效率高，可達(dá)煤粉燃燒發(fā)電效率高，可達(dá)3535以上。以上。生物質(zhì)燃燒低硫低氮，在與煤粉共燃時(shí)可以降低生物質(zhì)燃燒低硫低氮，在與煤粉共燃時(shí)可以降低電廠的電廠的SOSO2 2和和NOxNOx及及COCO2 2的排放。的排放。 機(jī)械工

15、業(yè)出版社23第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電技術(shù)中的生物質(zhì)燃燒方式包括生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電技術(shù)中的生物質(zhì)燃燒方式包括固定床燃燒方式固定床燃燒方式流化床燃燒等方式流化床燃燒等方式 機(jī)械工業(yè)出版社24第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)固定床燃燒。固定床燃燒。固定床燃燒對(duì)生物質(zhì)原料的預(yù)處理固定床燃燒對(duì)生物質(zhì)原料的預(yù)處理要求較低，生物質(zhì)經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單處理甚至無(wú)須處理就要求較低，生物質(zhì)經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單處理甚至無(wú)須處理就可投入爐排爐內(nèi)燃燒。固定床燃燒的燃料在固定可投入爐排爐內(nèi)燃燒。固定床燃燒的燃料在固定或者移動(dòng)的爐排上實(shí)現(xiàn)燃燒，空氣從下方透過(guò)爐或者移

16、動(dòng)的爐排上實(shí)現(xiàn)燃燒，空氣從下方透過(guò)爐排供應(yīng)上部的燃料，燃料處于相對(duì)靜止的狀態(tài)，排供應(yīng)上部的燃料，燃料處于相對(duì)靜止的狀態(tài)，燃料入爐后的燃燒時(shí)間可由爐排的移動(dòng)或者振動(dòng)燃料入爐后的燃燒時(shí)間可由爐排的移動(dòng)或者振動(dòng)來(lái)控制，以灰渣落入爐排下或者爐排后端的灰坑來(lái)控制，以灰渣落入爐排下或者爐排后端的灰坑為結(jié)束。為結(jié)束。流化床燃燒。流化床燃燒。要求將大塊的生物質(zhì)原料預(yù)先粉碎要求將大塊的生物質(zhì)原料預(yù)先粉碎至易于流化的粒度，其燃燒效率和強(qiáng)度都比固定至易于流化的粒度，其燃燒效率和強(qiáng)度都比固定床高。床高。 機(jī)械工業(yè)出版社25第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)2 2生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)生物質(zhì)氣化發(fā)

17、電技術(shù) 生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)的基本原理是把生物質(zhì)轉(zhuǎn)化生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)的基本原理是把生物質(zhì)轉(zhuǎn)化成燃?xì)?，再利用可燃?xì)馔苿?dòng)燃?xì)獍l(fā)電設(shè)備進(jìn)行發(fā)電。成燃?xì)?，再利用可燃?xì)馔苿?dòng)燃?xì)獍l(fā)電設(shè)備進(jìn)行發(fā)電。生物質(zhì)在氣化爐中氣化生成可燃?xì)怏w，經(jīng)過(guò)凈化后驅(qū)生物質(zhì)在氣化爐中氣化生成可燃?xì)怏w，經(jīng)過(guò)凈化后驅(qū)動(dòng)內(nèi)燃機(jī)或小型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電。動(dòng)內(nèi)燃機(jī)或小型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電。 根據(jù)燃?xì)獍l(fā)電設(shè)備的不同，生物質(zhì)氣化發(fā)電可分根據(jù)燃?xì)獍l(fā)電設(shè)備的不同，生物質(zhì)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)及煤氣為內(nèi)燃機(jī)發(fā)電系統(tǒng)、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)及煤氣蒸汽蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，如圖聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，如圖6-26-2所示。所示。機(jī)械工業(yè)出版社26第第6章

18、章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)生物質(zhì)氣化爐氣化爐凈化系統(tǒng)凈化系統(tǒng)鍋爐鍋爐內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)燃?xì)廨啓C(jī)燃?xì)廨啓C(jī)蒸氣輪機(jī)蒸氣輪機(jī)圖圖6-2 6-2 生物質(zhì)氣化發(fā)電方式生物質(zhì)氣化發(fā)電方式機(jī)械工業(yè)出版社27第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)內(nèi)燃機(jī)發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)發(fā)電系統(tǒng)以簡(jiǎn)單的燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)組為主，內(nèi)以簡(jiǎn)單的燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)組為主，內(nèi)燃機(jī)一般由柴油機(jī)或天然氣機(jī)改造而成，可單獨(dú)燃機(jī)一般由柴油機(jī)或天然氣機(jī)改造而成，可單獨(dú)燃用低熱值燃?xì)?，也可以燃?xì)狻⒂蛢捎?。燃用低熱值燃?xì)猓部梢匀細(xì)?、油兩用。燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)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)庑璨捎玫蜔嶂等細(xì)廨啓C(jī)，燃?xì)?/p>

19、需增壓，否則發(fā)電效率較低，由于燃?xì)廨啓C(jī)對(duì)燃?xì)庠鰤?，否則發(fā)電效率較低，由于燃?xì)廨啓C(jī)對(duì)燃?xì)赓|(zhì)量要求高，并且需有較高的自動(dòng)化控制水平和質(zhì)量要求高，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)。燃?xì)廨啓C(jī)改造技術(shù)。燃?xì)馊細(xì)庹羝?lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)是在內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)馐窃趦?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)，這輪機(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。種系統(tǒng)可以有效地提高發(fā)電效率。 機(jī)械工業(yè)出版社28第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù) 從發(fā)電規(guī)模上分，生物質(zhì)氣化發(fā)電目前主要有小從發(fā)電規(guī)模上分，生物質(zhì)氣化發(fā)電目前主要有小型氣

20、化發(fā)電、中型氣化發(fā)電和大型氣化發(fā)電型氣化發(fā)電、中型氣化發(fā)電和大型氣化發(fā)電3 3種模式。種模式。 小型氣化發(fā)電采用小型氣化發(fā)電采用簡(jiǎn)單的氣化簡(jiǎn)單的氣化內(nèi)燃機(jī)發(fā)電工藝內(nèi)燃機(jī)發(fā)電工藝，規(guī)模，規(guī)模一般一般小于小于200200kWkW，發(fā)電發(fā)電效率一般在效率一般在14142020。 中型氣化發(fā)電除了采用氣化中型氣化發(fā)電除了采用氣化內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)( (或燃?xì)廨啓C(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)) )發(fā)電發(fā)電工藝外，同時(shí)工藝外，同時(shí)增加余熱回收和發(fā)電系統(tǒng)，增加余熱回收和發(fā)電系統(tǒng)，氣化發(fā)電系統(tǒng)氣化發(fā)電系統(tǒng)的的總效率可達(dá)到總效率可達(dá)到2525 35 35。 大規(guī)模的氣化大規(guī)模的氣化燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)作為先

21、進(jìn)的作為先進(jìn)的生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)，能耗比常規(guī)系統(tǒng)低，生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)，能耗比常規(guī)系統(tǒng)低，總體效率高總體效率高于于4040 。 機(jī)械工業(yè)出版社29第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)表表6 6-1 -1 各種生物質(zhì)氣化發(fā)系統(tǒng)的應(yīng)用和特點(diǎn)各種生物質(zhì)氣化發(fā)系統(tǒng)的應(yīng)用和特點(diǎn)規(guī)模規(guī)模氣化過(guò)程氣化過(guò)程發(fā)電過(guò)程發(fā)電過(guò)程主要用途主要用途小型系統(tǒng)小型系統(tǒng)功率功率20050005000kW常壓流化床氣常壓流化床氣化、高壓流化化、高壓流化床氣化、雙流床氣化、雙流化床氣化化床氣化內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)+ +蒸汽輪機(jī)蒸汽輪機(jī)燃?xì)廨啓C(jī)燃?xì)廨啓C(jī)+ +蒸汽輪蒸汽輪機(jī)機(jī)上網(wǎng)電站、獨(dú)立能源上網(wǎng)電站、獨(dú)立能源系統(tǒng)系

22、統(tǒng)機(jī)械工業(yè)出版社30第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)氣化發(fā)電工藝包括生物質(zhì)氣化發(fā)電工藝包括3 3個(gè)過(guò)程：個(gè)過(guò)程：生物質(zhì)氣化生物質(zhì)氣化。把同體生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為氣體燃料。把同體生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為氣體燃料。氣體凈化。氣體凈化。氣化出來(lái)的燃?xì)舛紟в幸欢ǖ碾s質(zhì)包氣化出來(lái)的燃?xì)舛紟в幸欢ǖ碾s質(zhì)包括灰分、焦炭和焦油等，要經(jīng)過(guò)凈化系統(tǒng)把雜質(zhì)括灰分、焦炭和焦油等，要經(jīng)過(guò)凈化系統(tǒng)把雜質(zhì)除去，以保證燃?xì)獍l(fā)電設(shè)備的正常運(yùn)行。除去，以保證燃?xì)獍l(fā)電設(shè)備的正常運(yùn)行。燃?xì)獍l(fā)電。燃?xì)獍l(fā)電。 機(jī)械工業(yè)出版社31第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)如圖生物質(zhì)氣化發(fā)電

23、系統(tǒng)如圖6-36-3所示。所示。 水燃?xì)饪諝馍镔|(zhì)灰灰排水排水排水發(fā)電機(jī)圖圖6-3 6-3 生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)機(jī)械工業(yè)出版社32第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)氣化發(fā)電裝置主要由以下生物質(zhì)氣化發(fā)電裝置主要由以下6 6部分組成。部分組成。進(jìn)料機(jī)構(gòu)進(jìn)料機(jī)構(gòu)燃?xì)獍l(fā)生裝置燃?xì)獍l(fā)生裝置燃?xì)鈨艋b置燃?xì)鈨艋b置燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組控制裝置控制裝置廢水處理設(shè)備廢水處理設(shè)備 機(jī)械工業(yè)出版社33第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)進(jìn)料機(jī)構(gòu)。進(jìn)料機(jī)構(gòu)。進(jìn)料機(jī)構(gòu)采用螺旋加料器，動(dòng)力設(shè)備是進(jìn)料機(jī)構(gòu)采用螺旋加料器，動(dòng)力設(shè)備是電磁調(diào)速電機(jī)。螺

24、旋加料器不但可以連續(xù)均勻進(jìn)料，電磁調(diào)速電機(jī)。螺旋加料器不但可以連續(xù)均勻進(jìn)料，還能有效地將氣化爐同外部隔絕密封起來(lái)，使氣化所還能有效地將氣化爐同外部隔絕密封起來(lái)，使氣化所需的空氣只由進(jìn)風(fēng)機(jī)控制進(jìn)人氣化爐，調(diào)節(jié)電磁調(diào)速需的空氣只由進(jìn)風(fēng)機(jī)控制進(jìn)人氣化爐，調(diào)節(jié)電磁調(diào)速電機(jī)的轉(zhuǎn)速則可任意調(diào)節(jié)生物質(zhì)進(jìn)料量。電機(jī)的轉(zhuǎn)速則可任意調(diào)節(jié)生物質(zhì)進(jìn)料量。 燃?xì)獍l(fā)生裝置。燃?xì)獍l(fā)生裝置。燃?xì)獍l(fā)生裝置可采用循環(huán)流化床氣燃?xì)獍l(fā)生裝置可采用循環(huán)流化床氣化爐或其他可連續(xù)運(yùn)行的氣化爐，主要由進(jìn)風(fēng)機(jī)、氣化爐或其他可連續(xù)運(yùn)行的氣化爐，主要由進(jìn)風(fēng)機(jī)、氣化爐和排渣螺旋機(jī)構(gòu)構(gòu)成。生物質(zhì)在氣化爐中經(jīng)高溫化爐和排渣螺旋機(jī)構(gòu)構(gòu)成。生物質(zhì)在氣化爐中

25、經(jīng)高溫?zé)峤鈿饣煽扇細(xì)怏w，氣化后剩余的灰分則由排渣熱解氣化生成可燃?xì)怏w，氣化后剩余的灰分則由排渣螺旋及時(shí)排出爐外。螺旋及時(shí)排出爐外。機(jī)械工業(yè)出版社34第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)燃?xì)鈨艋b置。燃?xì)鈨艋b置。燃?xì)鈨艋ǔ龎m、除灰和除焦油燃?xì)鈨艋ǔ龎m、除灰和除焦油等過(guò)程。為了保證凈化效果，可采用多級(jí)除塵技術(shù)，等過(guò)程。為了保證凈化效果，可采用多級(jí)除塵技術(shù)，例如慣性除塵器、旋風(fēng)分離器、文氏管除塵器、電除例如慣性除塵器、旋風(fēng)分離器、文氏管除塵器、電除塵等，經(jīng)過(guò)多級(jí)防塵，燃?xì)庵械墓腆w顆粒和微細(xì)粉塵塵等，經(jīng)過(guò)多級(jí)防塵，燃?xì)庵械墓腆w顆粒和微細(xì)粉塵基本被清洗干凈，除塵效果

26、較為徹底；燃?xì)庵械慕褂突颈磺逑锤蓛?，除塵效果較為徹底；燃?xì)庵械慕褂筒捎梦胶退吹霓k法進(jìn)行清除，主要設(shè)備是兩個(gè)串采用吸附和水洗的辦法進(jìn)行清除，主要設(shè)備是兩個(gè)串聯(lián)起來(lái)的噴淋洗氣塔。聯(lián)起來(lái)的噴淋洗氣塔。燃?xì)獍l(fā)電裝置。可采用燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組或燃?xì)廨啓C(jī)。燃?xì)獍l(fā)電裝置。可采用燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組或燃?xì)廨啓C(jī)。機(jī)械工業(yè)出版社35第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)控制裝置?？刂蒲b置。由電控柜，熱電偶及溫度顯示表，壓力由電控柜，熱電偶及溫度顯示表，壓力表及風(fēng)量控制閥或電腦監(jiān)控系統(tǒng)所構(gòu)成。表及風(fēng)量控制閥或電腦監(jiān)控系統(tǒng)所構(gòu)成。廢水處理設(shè)備。廢水處理設(shè)備。采用過(guò)濾吸附、生物處理或化學(xué)、采用過(guò)濾吸附、生

27、物處理或化學(xué)、電凝聚等辦法處理廢水，處理的廢水可以循環(huán)使用。電凝聚等辦法處理廢水，處理的廢水可以循環(huán)使用。機(jī)械工業(yè)出版社36第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)3.3.生物質(zhì)氣化技術(shù)生物質(zhì)氣化技術(shù) 生物質(zhì)氣化是在一定的熱力學(xué)條件下，將組成生生物質(zhì)氣化是在一定的熱力學(xué)條件下，將組成生物質(zhì)的碳?xì)浠衔镛D(zhuǎn)化為含一氧化碳和氫氣等可燃?xì)馕镔|(zhì)的碳?xì)浠衔镛D(zhuǎn)化為含一氧化碳和氫氣等可燃?xì)怏w的過(guò)程。為了提供反應(yīng)的熱力學(xué)條件，氣化過(guò)程需體的過(guò)程。為了提供反應(yīng)的熱力學(xué)條件，氣化過(guò)程需要供給空氣或氧氣，使原料發(fā)生部分燃燒。氣化過(guò)程要供給空氣或氧氣，使原料發(fā)生部分燃燒。氣化過(guò)程和常見(jiàn)的燃燒過(guò)程的

28、區(qū)別是燃燒過(guò)程中供給充足的氧和常見(jiàn)的燃燒過(guò)程的區(qū)別是燃燒過(guò)程中供給充足的氧氣，使原料充分燃燒，目的是直接獲取熱量，燃燒后氣，使原料充分燃燒，目的是直接獲取熱量，燃燒后的產(chǎn)物是二氧化碳和水蒸氣等不可再燃燒的煙氣；氣的產(chǎn)物是二氧化碳和水蒸氣等不可再燃燒的煙氣；氣化過(guò)程只供給熱化學(xué)反應(yīng)所需的那部分氧氣，而盡可化過(guò)程只供給熱化學(xué)反應(yīng)所需的那部分氧氣，而盡可能將能量保留在反應(yīng)后得到的可燃?xì)怏w中。氣化后的能將能量保留在反應(yīng)后得到的可燃?xì)怏w中。氣化后的產(chǎn)物是含氫、一氧化碳和低分子烴類(lèi)的可燃?xì)怏w。產(chǎn)物是含氫、一氧化碳和低分子烴類(lèi)的可燃?xì)怏w。機(jī)械工業(yè)出版社37第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與

29、控制技術(shù) 生物質(zhì)氣化是在氣化爐中進(jìn)行的，氣化爐的類(lèi)生物質(zhì)氣化是在氣化爐中進(jìn)行的，氣化爐的類(lèi)型分為固定床氣化爐和流化床氣化爐。型分為固定床氣化爐和流化床氣化爐。 固定床氣化爐。固定床氣化爐可分為固定床氣化爐。固定床氣化爐可分為下吸式下吸式上吸式上吸式橫吸式橫吸式開(kāi)心式開(kāi)心式 其中下吸式氣化爐應(yīng)用最廣。其中下吸式氣化爐應(yīng)用最廣。機(jī)械工業(yè)出版社38第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)上吸式氣化爐如圖上吸式氣化爐如圖6-4 6-4 所示。所示。 原料灰燃?xì)飧稍飳訜峤鈱舆€原層空氣氧化層圖圖6-4 6-4 上吸式氣化爐上吸式氣化爐 機(jī)械工業(yè)出版社39第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制

30、技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù) 上吸式氣化爐上吸式氣化爐: :原料從上部加入，然后依靠重力原料從上部加入，然后依靠重力向下移動(dòng)；空氣從下部進(jìn)入，向上經(jīng)過(guò)各反應(yīng)層，燃向下移動(dòng)；空氣從下部進(jìn)入，向上經(jīng)過(guò)各反應(yīng)層，燃?xì)鈴纳喜颗懦觥Ｔ弦苿?dòng)方向與氣流方向相反，又稱(chēng)氣從上部排出。原料移動(dòng)方向與氣流方向相反，又稱(chēng)逆流式氣化器。剛進(jìn)入氣化器時(shí)，原料遇到下方上升逆流式氣化器。剛進(jìn)入氣化器時(shí)，原料遇到下方上升的熱氣流，首先脫除水分，當(dāng)溫度提高到的熱氣流，首先脫除水分，當(dāng)溫度提高到250250以上以上時(shí)，發(fā)生熱解反應(yīng)，析出揮發(fā)分，余下的木炭再與空時(shí)，發(fā)生熱解反應(yīng)，析出揮發(fā)分，余下的木炭再與空氣發(fā)生氧化和還原反應(yīng)?？?/p>

31、氣進(jìn)入氣化器后首先與木氣發(fā)生氧化和還原反應(yīng)?？諝膺M(jìn)入氣化器后首先與木炭發(fā)生氧化反應(yīng)，溫度迅速升高到炭發(fā)生氧化反應(yīng)，溫度迅速升高到10001000以上，然后以上，然后通過(guò)還原層轉(zhuǎn)變成含一氧化碳和氫等可燃?xì)怏w后，進(jìn)通過(guò)還原層轉(zhuǎn)變成含一氧化碳和氫等可燃?xì)怏w后，進(jìn)入熱解層，與熱解層析出的揮發(fā)分合成為粗燃?xì)?，也入熱解層，與熱解層析出的揮發(fā)分合成為粗燃?xì)?，也是氣化爐的產(chǎn)品。是氣化爐的產(chǎn)品。機(jī)械工業(yè)出版社40第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)下吸式氣化爐如圖下吸式氣化爐如圖6-56-5所示。所示。 原料灰燃?xì)飧稍飳訜峤鈱舆€原層空氣氧化層空氣圖圖6-5 6-5 下吸式氣化爐下吸式氣化

32、爐 機(jī)械工業(yè)出版社41第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù) 下吸式氣化爐下吸式氣化爐: :在下吸式氣化器中，生物質(zhì)原料在下吸式氣化器中，生物質(zhì)原料由上部加入，依靠重力逐漸由頂部移動(dòng)到底部，灰渣由上部加入，依靠重力逐漸由頂部移動(dòng)到底部，灰渣內(nèi)底部排除；空氣在氣化器中部的氧化區(qū)加入，燃?xì)鈨?nèi)底部排除；空氣在氣化器中部的氧化區(qū)加入，燃?xì)獬龇磻?yīng)層下部吸出。下吸式氣化器中原料移動(dòng)與氣流出反應(yīng)層下部吸出。下吸式氣化器中原料移動(dòng)與氣流的方向相同，所以也叫順流式氣化器。在氣化器的最的方向相同，所以也叫順流式氣化器。在氣化器的最上層，原料首先被干燥。當(dāng)溫度達(dá)到上層，原料首先被干燥。當(dāng)溫度達(dá)

33、到250250以后開(kāi)始以后開(kāi)始熱解反應(yīng)，大量揮發(fā)物質(zhì)析出。熱解反應(yīng)，大量揮發(fā)物質(zhì)析出。600600時(shí)大致完成熱時(shí)大致完成熱解反應(yīng)，此時(shí)空氣的加入引起了劇烈的燃燒，燃燒反解反應(yīng)，此時(shí)空氣的加入引起了劇烈的燃燒，燃燒反應(yīng)以炭層為基體，揮發(fā)分在參與燃燒的過(guò)程中進(jìn)應(yīng)以炭層為基體，揮發(fā)分在參與燃燒的過(guò)程中進(jìn)步步降解。燃燒產(chǎn)物與下方的炭層進(jìn)行還原，轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇冀到?。燃燒產(chǎn)物與下方的炭層進(jìn)行還原，轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇細(xì)怏w。氣體。機(jī)械工業(yè)出版社42第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)流化床氣化爐流化床氣化爐 圖圖6-66-6和圖和圖6-76-7分別是單流化床氣化爐結(jié)構(gòu)圖和循分別是單流化床氣化爐結(jié)構(gòu)

34、圖和循環(huán)流化床氣化爐原理圖。環(huán)流化床氣化爐原理圖。原料流化床材料可燃?xì)鈮毫νL(fēng)原料空氣可燃?xì)夥蛛x器圖圖6-6 6-6 單流化床氣化爐結(jié)構(gòu)圖單流化床氣化爐結(jié)構(gòu)圖 圖圖6-7 6-7 循環(huán)流化床氣化爐原理圖循環(huán)流化床氣化爐原理圖機(jī)械工業(yè)出版社43第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù) 流化床氣化爐流化床氣化爐: :生物質(zhì)流化床氣化爐一般有一個(gè)生物質(zhì)流化床氣化爐一般有一個(gè)熱砂床，即在流化床氣化爐中放入砂子作為流化介熱砂床，即在流化床氣化爐中放入砂子作為流化介質(zhì)，將砂床加熱之后，進(jìn)人流化床氣化爐的物料使質(zhì)，將砂床加熱之后，進(jìn)人流化床氣化爐的物料使能在熱砂床上進(jìn)行氣化反應(yīng)，并通過(guò)反

35、應(yīng)熱保持流能在熱砂床上進(jìn)行氣化反應(yīng)，并通過(guò)反應(yīng)熱保持流化床的溫度。在流化休氣化爐中物料顆粒、砂子、化床的溫度。在流化休氣化爐中物料顆粒、砂子、氣化劑氣化劑( (空氣空氣) )充分接觸，受熱均勻，在爐內(nèi)呈充分接觸，受熱均勻，在爐內(nèi)呈“沸沸騰騰”狀態(tài)，氣化反應(yīng)速度快，產(chǎn)氣率高，它的氣化狀態(tài)，氣化反應(yīng)速度快，產(chǎn)氣率高，它的氣化反應(yīng)是在恒溫床上進(jìn)行的。反應(yīng)是在恒溫床上進(jìn)行的。 機(jī)械工業(yè)出版社44第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù) 流化床氣化爐一般氣化過(guò)程采用空氣作氣化劑，所流化床氣化爐一般氣化過(guò)程采用空氣作氣化劑，所以流化床氣化爐下部一般是燃燒的熱空氣，中上部為以流化床氣化爐

36、下部一般是燃燒的熱空氣，中上部為燃?xì)饣旌蠚?，兩部分的氣體體積變化較大，為了保證燃?xì)饣旌蠚?，兩部分的氣體體積變化較大，為了保證流化床運(yùn)行在合理的流化速率范圍，一般設(shè)計(jì)采用下流化床運(yùn)行在合理的流化速率范圍，一般設(shè)計(jì)采用下部小部小( ( d d 1 1 ) )、上部大上部大( ( d d 2 2 ) )的變截面結(jié)構(gòu)，如圖的變截面結(jié)構(gòu)，如圖6-86-8所示。所示。機(jī)械工業(yè)出版社45第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)d d2 2生物質(zhì)焦炭空氣d d1 1圖圖6-8 6-8 流化床氣化爐結(jié)構(gòu)圖流化床氣化爐結(jié)構(gòu)圖機(jī)械工業(yè)出版社466.2.36.2.3沼氣發(fā)電技術(shù)與控制策略沼氣發(fā)電技

37、術(shù)與控制策略1 1沼氣的產(chǎn)生原理沼氣的產(chǎn)生原理沼氣是由多種厭氧微生物混合作用產(chǎn)生發(fā)酵而產(chǎn)沼氣是由多種厭氧微生物混合作用產(chǎn)生發(fā)酵而產(chǎn)生的。在這些厭氧微生物中，按微生物的作用不生的。在這些厭氧微生物中，按微生物的作用不同，可分為纖維素分解菌、脂肪分解菌和果膠分同，可分為纖維素分解菌、脂肪分解菌和果膠分解菌等。在發(fā)酵過(guò)程中，這些微生物相互協(xié)調(diào)、解菌等。在發(fā)酵過(guò)程中，這些微生物相互協(xié)調(diào)、分工合作，完成沼氣發(fā)酵過(guò)程。分工合作，完成沼氣發(fā)酵過(guò)程。 第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)沼氣發(fā)電沼氣發(fā)電第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)47機(jī)械工業(yè)出版社機(jī)械工

38、業(yè)出版社48第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)沼氣發(fā)酵產(chǎn)生的物質(zhì)主要有三種：沼氣發(fā)酵產(chǎn)生的物質(zhì)主要有三種：一是沼氣，以甲烷和一是沼氣，以甲烷和COCO2 2為主，其中甲烷含量在為主，其中甲烷含量在55557070，是一種清潔能源；，是一種清潔能源；二是消化液（沼液），含可溶性二是消化液（沼液），含可溶性N N、P P、K K，是優(yōu)，是優(yōu)質(zhì)肥料；質(zhì)肥料；三是消化污泥（沼渣），主要成分是菌體、難三是消化污泥（沼渣），主要成分是菌體、難分解的有機(jī)殘?jiān)蜔o(wú)機(jī)物，是一種優(yōu)良有機(jī)肥分解的有機(jī)殘?jiān)蜔o(wú)機(jī)物，是一種優(yōu)良有機(jī)肥，具有土壤改良功效，沼氣的生成物有很高的，具有土壤改良功效，

39、沼氣的生成物有很高的應(yīng)用價(jià)值。應(yīng)用價(jià)值。機(jī)械工業(yè)出版社49第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)沼氣發(fā)酵過(guò)程如圖沼氣發(fā)酵過(guò)程如圖6-96-9所示。所示。 多糖 蛋白質(zhì)脂肪單糖 肽或氨基酸 脂肪酸和甘油低級(jí)揮發(fā)性脂肪酸醇類(lèi) 、中性化合物H2 、CO 2 H2 、CO 2 甲酸、甲醇乙酸CH4CO2消化階段產(chǎn)酸階段產(chǎn)甲烷階段不產(chǎn)甲烷階段圖圖6-9 6-9 沼氣發(fā)酵過(guò)程沼氣發(fā)酵過(guò)程機(jī)械工業(yè)出版社50第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)傳統(tǒng)的消化池示意圖如圖傳統(tǒng)的消化池示意圖如圖6-106-10所示。所示。 精液層活性層進(jìn)料沼氣浮渣層出料熟泥層排泥圖圖6-

40、10 6-10 傳統(tǒng)的消化池示意傳統(tǒng)的消化池示意沼氣發(fā)酵有四個(gè)特點(diǎn)：沼氣發(fā)酵有四個(gè)特點(diǎn)：第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)51機(jī)械工業(yè)出版社沼氣微生物自身耗能少沼氣微生物自身耗能少沼氣發(fā)酵能夠處理高濃度的有機(jī)廢物沼氣發(fā)酵能夠處理高濃度的有機(jī)廢物 沼氣發(fā)酵能處理的廢物種類(lèi)多沼氣發(fā)酵能處理的廢物種類(lèi)多 沼氣發(fā)酵受溫度影響較大沼氣發(fā)酵受溫度影響較大 第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)52機(jī)械工業(yè)出版社 圖圖6-116-11為我國(guó)農(nóng)村推廣使用的水壓式沼氣池的結(jié)構(gòu)。正常情況下，這為我國(guó)農(nóng)村推廣使用的水壓式沼氣池的結(jié)構(gòu)。正常情況下，這種家用沼氣池在中國(guó)南

41、方可年產(chǎn)沼氣種家用沼氣池在中國(guó)南方可年產(chǎn)沼氣250300m3，提供一個(gè)農(nóng)戶(hù)，提供一個(gè)農(nóng)戶(hù)810個(gè)月的生活燃料。個(gè)月的生活燃料。 圖圖6-116-11水壓式沼氣池結(jié)構(gòu)水壓式沼氣池結(jié)構(gòu) 1進(jìn)料口進(jìn)料口 20壓水位壓水位 3輸出閥門(mén)輸出閥門(mén) 4蓋板蓋板 5溢流口溢流口 6貯留室貯留室 7水壓箱水壓箱 8滲井滲井 9發(fā)酵室發(fā)酵室 10貯氣室貯氣室2 2沼氣燃燒發(fā)電沼氣燃燒發(fā)電 第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)53機(jī)械工業(yè)出版社 沼氣以燃燒方式進(jìn)行發(fā)電，是利用沼氣燃燒產(chǎn)生的熱沼氣以燃燒方式進(jìn)行發(fā)電，是利用沼氣燃燒產(chǎn)生的熱能直接或間接地轉(zhuǎn)化為機(jī)械能并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)而發(fā)電。沼氣能直接

42、或間接地轉(zhuǎn)化為機(jī)械能并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)而發(fā)電。沼氣可以被多種動(dòng)力設(shè)備使用，如內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、鍋爐等?？梢员欢喾N動(dòng)力設(shè)備使用，如內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、鍋爐等。圖圖6-12 6-12 是采用沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)（內(nèi)燃機(jī)）、燃?xì)廨啓C(jī)和鍋爐是采用沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)（內(nèi)燃機(jī)）、燃?xì)廨啓C(jī)和鍋爐（蒸汽輪機(jī)）發(fā)電的結(jié)構(gòu)示意圖，燃料燃燒釋放的熱量通（蒸汽輪機(jī)）發(fā)電的結(jié)構(gòu)示意圖，燃料燃燒釋放的熱量通過(guò)動(dòng)力發(fā)電機(jī)組和熱交換器轉(zhuǎn)換再利用，相對(duì)于不進(jìn)行余過(guò)動(dòng)力發(fā)電機(jī)組和熱交換器轉(zhuǎn)換再利用，相對(duì)于不進(jìn)行余熱利用的機(jī)組，其綜合熱效率要高。熱利用的機(jī)組，其綜合熱效率要高。沼氣發(fā)電主要有沼氣發(fā)電主要有沼氣燃燒發(fā)電沼氣燃燒發(fā)電與與沼氣燃料電池發(fā)電沼氣燃料

43、電池發(fā)電兩大形式。兩大形式。第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)54機(jī)械工業(yè)出版社圖圖6 61212沼氣燃燒發(fā)電類(lèi)型沼氣燃燒發(fā)電類(lèi)型第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)55機(jī)械工業(yè)出版社圖圖6 61212 沼氣燃燒發(fā)電類(lèi)型沼氣燃燒發(fā)電類(lèi)型( (續(xù)續(xù)) ) 從圖中可見(jiàn)，采用發(fā)動(dòng)機(jī)方式的結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，而且還具從圖中可見(jiàn)，采用發(fā)動(dòng)機(jī)方式的結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，而且還具有成本低、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。有成本低、操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)56機(jī)械工業(yè)出版社 圖圖6 61 13 3 是采用不同種類(lèi)動(dòng)力發(fā)電裝置的效率比較。從中可

44、見(jiàn)，在是采用不同種類(lèi)動(dòng)力發(fā)電裝置的效率比較。從中可見(jiàn)，在40004000 kW kW 以下的功率范圍內(nèi)，采用內(nèi)燃機(jī)具有較高的利用效率。相對(duì)燃以下的功率范圍內(nèi)，采用內(nèi)燃機(jī)具有較高的利用效率。相對(duì)燃煤、燃油發(fā)電來(lái)說(shuō)，沼氣發(fā)電的特點(diǎn)是功率小，對(duì)于這種類(lèi)型的發(fā)電動(dòng)煤、燃油發(fā)電來(lái)說(shuō)，沼氣發(fā)電的特點(diǎn)是功率小，對(duì)于這種類(lèi)型的發(fā)電動(dòng)力設(shè)備，國(guó)際上普遍采用內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電，否則在經(jīng)濟(jì)性上不力設(shè)備，國(guó)際上普遍采用內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電，否則在經(jīng)濟(jì)性上不可行。可行。圖圖6 61 13 3 不同動(dòng)力設(shè)備的能量利用率不同動(dòng)力設(shè)備的能量利用率第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)57機(jī)械工業(yè)出

45、版社 沼氣與幾種典型燃?xì)獾臀粺嶂蹬c燃空混合氣低位熱值的比較情況如表沼氣與幾種典型燃?xì)獾臀粺嶂蹬c燃空混合氣低位熱值的比較情況如表62 所示。沼氣的主要成份是甲烷，從表所示。沼氣的主要成份是甲烷，從表62中可以知道，它的低位熱值僅中可以知道，它的低位熱值僅次于天然氣，而在燃燒時(shí)，其燃空混合氣的低位熱值也是比較高的，因而次于天然氣，而在燃燒時(shí)，其燃空混合氣的低位熱值也是比較高的，因而沼氣是一種優(yōu)質(zhì)的燃?xì)?。沼氣是一種優(yōu)質(zhì)的燃?xì)?。表? 62 2 幾種典型燃?xì)饧叭紟追N典型燃?xì)饧叭伎栈旌蠚獾牡臀粺嶂当容^空混合氣的低位熱值比較燃?xì)夥N類(lèi)燃?xì)夥N類(lèi)燃?xì)獾臀粺嶂等細(xì)獾臀粺嶂担╧J/ m3）理論空氣量（空氣理論空氣量

46、（空氣m3/ 燃?xì)馊細(xì)?m3） 理論燃燒溫度理論燃燒溫度（0C）燃空混合氣低位熱燃空混合氣低位熱值值 （kJ/m3）天然氣天然氣365869.6419703438焦?fàn)t煤氣焦?fàn)t煤氣176154.2119983381混合煤氣混合煤氣138583.1819863315發(fā)生爐煤氣發(fā)生爐煤氣57351.1916002618沼氣沼氣212235.5619403191秸稈煤氣秸稈煤氣53160.918102798第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)58機(jī)械工業(yè)出版社 典型的沼氣內(nèi)燃機(jī)發(fā)電系統(tǒng)的工藝流程如典型的沼氣內(nèi)燃機(jī)發(fā)電系統(tǒng)的工藝流程如圖圖6 61 14 4所示。沼氣發(fā)電系統(tǒng)主要由

47、消化池、所示。沼氣發(fā)電系統(tǒng)主要由消化池、貯氣罐、供氣泵、沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)、交流發(fā)電機(jī)、貯氣罐、供氣泵、沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)、交流發(fā)電機(jī)、沼氣鍋爐、廢熱回收裝置（冷卻器、預(yù)熱器、沼氣鍋爐、廢熱回收裝置（冷卻器、預(yù)熱器、熱交換器、汽水分離器、廢熱鍋爐等）、脫硫熱交換器、汽水分離器、廢熱鍋爐等）、脫硫化氫及二氧化碳塔、穩(wěn)壓箱、配電系統(tǒng)、并網(wǎng)化氫及二氧化碳塔、穩(wěn)壓箱、配電系統(tǒng)、并網(wǎng)輸電控制系統(tǒng)等部分組成。輸電控制系統(tǒng)等部分組成。第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)59機(jī)械工業(yè)出版社圖圖6-14 6-14 沼氣內(nèi)燃機(jī)發(fā)電系統(tǒng)的工藝流程圖沼氣內(nèi)燃機(jī)發(fā)電系統(tǒng)的工藝流程圖沼氣內(nèi)燃機(jī)發(fā)電系統(tǒng)主要由以下幾

48、部分組成沼氣內(nèi)燃機(jī)發(fā)電系統(tǒng)主要由以下幾部分組成 第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)60機(jī)械工業(yè)出版社沼氣內(nèi)燃機(jī)（發(fā)動(dòng)機(jī)）沼氣內(nèi)燃機(jī)（發(fā)動(dòng)機(jī)） 交流發(fā)電機(jī)交流發(fā)電機(jī) 廢熱回收裝置廢熱回收裝置 氣源處理氣源處理 第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)61機(jī)械工業(yè)出版社 沼氣內(nèi)燃機(jī)（發(fā)動(dòng)機(jī)）：沼氣內(nèi)燃機(jī)（發(fā)動(dòng)機(jī)）：與通用的內(nèi)燃機(jī)一樣，與通用的內(nèi)燃機(jī)一樣，沼氣內(nèi)燃機(jī)也具有進(jìn)氣、壓縮、燃燒膨脹做功及排氣沼氣內(nèi)燃機(jī)也具有進(jìn)氣、壓縮、燃燒膨脹做功及排氣4 4個(gè)基本過(guò)程。由于沼氣的燃燒熱值及特點(diǎn)與汽油、個(gè)基本過(guò)程。由于沼氣的燃燒熱值及特點(diǎn)與汽油、柴油不同，沼氣內(nèi)

49、燃機(jī)必須適合于甲烷的燃燒特性而柴油不同，沼氣內(nèi)燃機(jī)必須適合于甲烷的燃燒特性而設(shè)計(jì)，一般具有較高的壓縮比，點(diǎn)火期比汽、柴油機(jī)設(shè)計(jì)，一般具有較高的壓縮比，點(diǎn)火期比汽、柴油機(jī)提前，必須采用耐腐蝕缸體和管道等。提前，必須采用耐腐蝕缸體和管道等。 交流發(fā)電機(jī)：交流發(fā)電機(jī)：與通用交流發(fā)電機(jī)是一樣的，沒(méi)與通用交流發(fā)電機(jī)是一樣的，沒(méi)有特殊之處，只需與沼氣內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)功率和其他要有特殊之處，只需與沼氣內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)功率和其他要求匹配即可。求匹配即可。 第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)62機(jī)械工業(yè)出版社 廢熱回收裝置：廢熱回收裝置：采用水采用水廢氣熱交換器、冷卻廢氣熱交換器、冷卻水水空氣熱交

50、換器及余熱鍋爐等廢熱回收裝置回收由空氣熱交換器及余熱鍋爐等廢熱回收裝置回收由發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢熱尾氣，提高機(jī)組總能量利用率?；匕l(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢熱尾氣，提高機(jī)組總能量利用率?；厥盏膹U熱可用于消化池料液升溫或采暖。收的廢熱可用于消化池料液升溫或采暖。 氣源處理：氣源處理：由于沼氣在發(fā)生過(guò)程中，也會(huì)產(chǎn)生一由于沼氣在發(fā)生過(guò)程中，也會(huì)產(chǎn)生一些有害氣體，如硫化氫等，因而在進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)之前必些有害氣體，如硫化氫等，因而在進(jìn)入內(nèi)燃機(jī)之前必須經(jīng)過(guò)一定的處理，即凈化處理，通過(guò)疏水、脫硫化須經(jīng)過(guò)一定的處理，即凈化處理，通過(guò)疏水、脫硫化氫處理后，將硫化氫含量降到氫處理后，將硫化氫含量降到500mg/m3以下。以下。 第第6章

51、章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)63機(jī)械工業(yè)出版社 圖圖6-15是垃圾綜合處理是垃圾綜合處理產(chǎn)生沼氣，用于發(fā)電的工產(chǎn)生沼氣，用于發(fā)電的工藝流程圖藝流程圖。 1污泥進(jìn)料口污泥進(jìn)料口 2發(fā)酵池發(fā)酵池 3循環(huán)管道循環(huán)管道 4循環(huán)泵循環(huán)泵 5溢流管溢流管 6沼氣儲(chǔ)氣罐沼氣儲(chǔ)氣罐7沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)沼氣發(fā)動(dòng)機(jī) 8三相交流發(fā)電機(jī)三相交流發(fā)電機(jī) 9消化污泥閥消化污泥閥 10沉淀池沉淀池 11溢流管溢流管 12排渣閥排渣閥 13貯留池貯留池 14排污管排污管圖圖6 6-15 -15 沼氣發(fā)電工藝流程圖沼氣發(fā)電工藝流程圖第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)64機(jī)械工業(yè)出版社

52、圖圖6-166-16是利用沼氣與是利用沼氣與天然氣雙氣源的鍋爐，在天然氣雙氣源的鍋爐，在沼氣可以滿(mǎn)足鍋爐燃燒要沼氣可以滿(mǎn)足鍋爐燃燒要求時(shí)，采用由沼氣供氣的求時(shí)，采用由沼氣供氣的方式；當(dāng)沼氣不能滿(mǎn)足鍋方式；當(dāng)沼氣不能滿(mǎn)足鍋爐燃燒要求時(shí)，切換至天爐燃燒要求時(shí)，切換至天然氣供氣方式。這種方式然氣供氣方式。這種方式是共用了一個(gè)燃燒器，即是共用了一個(gè)燃燒器，即采用一拖二的方式使兩種采用一拖二的方式使兩種氣源合用一個(gè)燃燒控制器。氣源合用一個(gè)燃燒控制器。 圖圖6-16 6-16 沼氣與天然氣雙氣源鍋爐沼氣與天然氣雙氣源鍋爐 第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)65機(jī)械工業(yè)出版社 鍋爐

53、燃燒產(chǎn)生高溫高壓飽和蒸汽，進(jìn)入蒸汽輪機(jī)，并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)鍋爐燃燒產(chǎn)生高溫高壓飽和蒸汽，進(jìn)入蒸汽輪機(jī)，并帶動(dòng)發(fā)電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)發(fā)電。其實(shí)現(xiàn)發(fā)電原理的控制框圖如圖高速旋轉(zhuǎn)實(shí)現(xiàn)發(fā)電。其實(shí)現(xiàn)發(fā)電原理的控制框圖如圖6-17所示。所示。沼氣發(fā)生裝置沼氣儲(chǔ)存裝置氣源自動(dòng)選擇天然氣供氣系統(tǒng)溫度控制發(fā)酵反應(yīng)控制燃燒控制器鍋爐系統(tǒng)蒸汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)中 央 控 制器控制電源系統(tǒng)供用戶(hù)或并網(wǎng)圖圖6-17 6-17 沼氣和天然氣雙氣源鍋爐發(fā)電系統(tǒng)的控制框圖沼氣和天然氣雙氣源鍋爐發(fā)電系統(tǒng)的控制框圖 采用沼氣燃燒發(fā)電的采用沼氣燃燒發(fā)電的3 3種形式沼氣綜合利用率對(duì)比：種形式沼氣綜合利用率對(duì)比：第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生

54、物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)66機(jī)械工業(yè)出版社1) 1) 沼氣鍋爐。沼氣鍋爐。利用沼氣燃燒產(chǎn)生熱源加熱消化污泥。這利用沼氣燃燒產(chǎn)生熱源加熱消化污泥。這種利用途徑只能利用沼氣熱值的種利用途徑只能利用沼氣熱值的5050。2) 2) 沼氣內(nèi)燃機(jī)沼氣內(nèi)燃機(jī)余熱回收余熱回收鼓風(fēng)機(jī)組。鼓風(fēng)機(jī)組。利用沼氣內(nèi)燃機(jī)利用沼氣內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)，并利用余熱回收裝置回收沼氣內(nèi)燃機(jī)的余熱驅(qū)動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)，并利用余熱回收裝置回收沼氣內(nèi)燃機(jī)的余熱加熱消化污泥。這種利用途徑能充分利用沼氣熱值，一般加熱消化污泥。這種利用途徑能充分利用沼氣熱值，一般可達(dá)沼氣熱值的可達(dá)沼氣熱值的858590%90%。3) 3) 沼氣內(nèi)燃機(jī)沼氣內(nèi)燃機(jī)余熱回收余熱

55、回收發(fā)電機(jī)組。發(fā)電機(jī)組。利用沼氣內(nèi)燃機(jī)利用沼氣內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電并與廠內(nèi)公共電網(wǎng)并網(wǎng)，并利用余熱回收驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電并與廠內(nèi)公共電網(wǎng)并網(wǎng)，并利用余熱回收裝置回收沼氣內(nèi)燃機(jī)的余熱加熱消化污泥。這種利用途徑裝置回收沼氣內(nèi)燃機(jī)的余熱加熱消化污泥。這種利用途徑能充分利用沼氣熱值，其利用率也可達(dá)能充分利用沼氣熱值，其利用率也可達(dá)85%85%90%90%。 第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)67機(jī)械工業(yè)出版社沼氣發(fā)電機(jī)原理：沼氣發(fā)電機(jī)原理：第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)68機(jī)械工業(yè)出版社3.3.沼氣燃料電池發(fā)電沼氣燃料電池發(fā)電 燃料電池是一種將儲(chǔ)存在

56、燃料中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)燃料電池是一種將儲(chǔ)存在燃料中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置，當(dāng)源源不斷地從外部向燃料電池供化為電能的裝置，當(dāng)源源不斷地從外部向燃料電池供給燃料和氧化劑時(shí)，它就可以連續(xù)發(fā)電。依據(jù)電解質(zhì)給燃料和氧化劑時(shí)，它就可以連續(xù)發(fā)電。依據(jù)電解質(zhì)的不同，燃料電池分為堿性燃料電池、磷酸型燃料電的不同，燃料電池分為堿性燃料電池、磷酸型燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池、固體氧化物燃料電池及質(zhì)池、熔融碳酸鹽燃料電池、固體氧化物燃料電池及質(zhì)子交換膜燃料電池等。沼氣燃料電池是將沼氣化學(xué)能子交換膜燃料電池等。沼氣燃料電池是將沼氣化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能的一種裝置，它所用的轉(zhuǎn)換為電能的一種裝置，它所用的“燃料燃料”并不燃

57、燒，并不燃燒，而是直接產(chǎn)生電能。而是直接產(chǎn)生電能。 燃料電池具有以下優(yōu)點(diǎn)：燃料電池具有以下優(yōu)點(diǎn)： 第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)69機(jī)械工業(yè)出版社不受卡諾循環(huán)限制，直接把燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能，能不受卡諾循環(huán)限制，直接把燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成電能，能量轉(zhuǎn)化效率高，燃料電池的能量轉(zhuǎn)換效率理論上可達(dá)量轉(zhuǎn)化效率高，燃料電池的能量轉(zhuǎn)換效率理論上可達(dá)100%100%，實(shí)際效率已高達(dá)，實(shí)際效率已高達(dá)60%60%80%80%，綜合利用效率可達(dá)，綜合利用效率可達(dá)40%40%，為內(nèi)，為內(nèi)燃機(jī)的燃機(jī)的2 23 3倍；倍；污染性極低，燃料電池的燃料是氫和氧，燃料電池的反應(yīng)污染性極低，燃料電

58、池的燃料是氫和氧，燃料電池的反應(yīng)生成物是清潔的水，幾乎不排出生成物是清潔的水，幾乎不排出COCO2 2 和和SOSO2 2；壽命長(zhǎng)，燃料電池本身工作沒(méi)有噪聲，沒(méi)有運(yùn)動(dòng)件，沒(méi)有壽命長(zhǎng)，燃料電池本身工作沒(méi)有噪聲，沒(méi)有運(yùn)動(dòng)件，沒(méi)有振動(dòng)；模塊結(jié)構(gòu)，積木性強(qiáng)，比值功率高，既可以集中供振動(dòng)；模塊結(jié)構(gòu)，積木性強(qiáng)，比值功率高，既可以集中供電，也適合于分散供電。電，也適合于分散供電。 第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)70機(jī)械工業(yè)出版社 固體氧化物燃料電池采用固體氧化物作為電固體氧化物燃料電池采用固體氧化物作為電解質(zhì)，除了具有高效、環(huán)境友好的特點(diǎn)外，它無(wú)解質(zhì)，除了具有高效、環(huán)境友好的特

59、點(diǎn)外，它無(wú)材料腐蝕和電解液腐蝕等問(wèn)題；在高的工作溫度材料腐蝕和電解液腐蝕等問(wèn)題；在高的工作溫度下電池排出的高質(zhì)量余熱可以充分利用，使其綜下電池排出的高質(zhì)量余熱可以充分利用，使其綜合利用效率可由合利用效率可由50%50%提高到提高到70%70%以上；它的燃料適以上；它的燃料適用范圍廣，不僅能用用范圍廣，不僅能用H H2 2，還可直接用還可直接用COCO、天然氣天然氣 ( (甲烷甲烷) ) 、煤汽化氣，碳?xì)浠衔锏茸魅剂?，這、煤汽化氣，碳?xì)浠衔锏茸魅剂希@類(lèi)電池最適合于分散和集中發(fā)電。類(lèi)電池最適合于分散和集中發(fā)電。第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)71機(jī)械工業(yè)出版社 現(xiàn)

60、在的燃料電池以氫氣為主要原料，燃料電現(xiàn)在的燃料電池以氫氣為主要原料，燃料電池的發(fā)電容量可根據(jù)需要來(lái)組合，基本上是模塊池的發(fā)電容量可根據(jù)需要來(lái)組合，基本上是模塊式的，小的燃料電池在式的，小的燃料電池在1 15 5kW，可適合于一個(gè)家可適合于一個(gè)家庭的應(yīng)用，如質(zhì)子交換膜燃料電池、固體氧化物庭的應(yīng)用，如質(zhì)子交換膜燃料電池、固體氧化物燃料電池；也可以根據(jù)需要組合成數(shù)百萬(wàn)千瓦級(jí)燃料電池；也可以根據(jù)需要組合成數(shù)百萬(wàn)千瓦級(jí)甚至兆瓦級(jí)的燃料電池發(fā)電站，如磷酸型燃料電甚至兆瓦級(jí)的燃料電池發(fā)電站，如磷酸型燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池等。池、熔融碳酸鹽燃料電池等。 第第6章章 生物質(zhì)能的發(fā)電與控制技術(shù)生物質(zhì)能的發(fā)電