可燃氣體用于內(nèi)燃機發(fā)電的典型生物質(zhì)氣化爐

1、 可燃氣體用于內(nèi)燃機發(fā)電的典型生物質(zhì)氣化爐生物質(zhì)氣化發(fā)電技術的基本原理是把生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為可燃氣，再利用可燃氣推動燃氣發(fā)電設備進行發(fā)電。它既能解決生物質(zhì)難于燃用而又分布分散的缺點，又可以充分發(fā)揮燃氣發(fā)電技術設備緊湊而污染少的優(yōu)點，所以是生物質(zhì)能最有效最潔凈的利用方法之一。氣化發(fā)電過程包括三個方面，一是生物質(zhì)氣化，把固體生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為氣體燃料；二是氣體凈化，氣化出來的燃氣都帶有一定的雜質(zhì)，包括灰份、焦炭和焦油等，需經(jīng)過凈化系統(tǒng)把雜質(zhì)除去，以保證燃氣發(fā)電設備的正常運行；三是燃氣發(fā)電，利用燃氣內(nèi)燃機或燃氣輪機進行發(fā)電，有的工藝為了提高發(fā)電效率，發(fā)電過程可以增加余熱鍋爐和蒸汽輪機。生物質(zhì)氣化發(fā)電技術是生物質(zhì)

2、能利用中有別于其他可再生能源的獨特方式，是分布式能源的最有效體現(xiàn)形式，具有三個方面特點：一是技術有充分的靈活性，由于生物質(zhì)氣化發(fā)電可以采用內(nèi)燃機，也可以采用燃氣輪機，甚至結(jié)合余熱鍋爐和蒸汽發(fā)電系統(tǒng)，所以生物質(zhì)氣化發(fā)電可以根據(jù)規(guī)模的大小選用合適的發(fā)電設備，保證在任何規(guī)模下都有合理的發(fā)電效率。這一技術的靈活性能很好地滿足了生物質(zhì)分散利用的特點；二是具有較好的潔凈性，生物質(zhì)本身屬可再生能源，可以有效地減少co2、SO2等有害氣體的排放。而氣化過程一般溫度較低（大約在700-900C）,NO的生成量很少，所以能有效控制NO的排放；三是經(jīng)濟性，XX生物質(zhì)氣化發(fā)電技術的靈活性，可以保證該技術在小規(guī)模下有效

3、好的經(jīng)濟性，同時燃氣發(fā)電過程簡單，設備緊湊，也使生物質(zhì)氣化發(fā)電技術比其他可再生能源發(fā)電技術投資更小，所以總的來說，生物質(zhì)氣化發(fā)電技術是所有可再生能源技術中最經(jīng)濟的發(fā)電技術，綜合發(fā)電成本已接近小型常規(guī)能源的發(fā)電水平。生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)由于采用氣化技術和燃氣發(fā)電技術的不同，其系統(tǒng)構(gòu)成和工藝過程有很大的差別。從氣化形式上看，生物質(zhì)氣化過程可以分成為固定床和流化床兩大類，固定床氣化包括上吸式氣化、下吸式氣化和開心層下式氣化三種，現(xiàn)在這三種形式的氣化發(fā)電系統(tǒng)都有代表性的產(chǎn)品。流化床氣化包括鼓泡床氣化、循環(huán)流化床氣化及雙流化床氣化三種。這三種氣化發(fā)電工藝目前都有研究，其中研究和應用最多是循環(huán)流化床氣化發(fā)電

4、系統(tǒng)。從實際應用上考慮，固定床氣化爐比較合適于小型、間隙性運行的氣化發(fā)電系統(tǒng)，它的最大優(yōu)點是原料不用預處理，而且設備結(jié)構(gòu)簡單緊湊，燃氣中含灰量較低，凈化可以采用簡單的過濾方式，但它最大的缺點是固定床不便于放大，難以實現(xiàn)工業(yè)化，發(fā)電成本一般較高。另外，固定床由于加料和排灰問題，不便于設計為連續(xù)運行的方式，對氣化發(fā)電系統(tǒng)的連續(xù)運行不利，而且燃氣質(zhì)量容易波動，發(fā)電質(zhì)量不穩(wěn)定，這些方面都限制了固定床氣化技術在氣化發(fā)電系統(tǒng)中的大量應用，是小型生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的最大技術難題。國外尤其是南亞較多選用的上吸式固定床氣化爐是印度安柯爐，其工藝流程如圖1所示。各種流化床氣化技術，包括鼓泡床、循環(huán)流化床

5、、雙流化床等，是比較適合于氣化發(fā)電工藝的氣化技術。首先它運行穩(wěn)定，包括燃氣質(zhì)量、加料與排渣等非常穩(wěn)定，而且流化床的運行連續(xù)可調(diào)，最重要的一點是它便于放大，適于生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)的工業(yè)應用。當然，流化床也有兩個明顯的缺點，一是原料需進行預處理，使原料滿足流化床與加料的要求；二是流化床氣化產(chǎn)生燃氣中飛灰含量較高，不便于后續(xù)的燃氣凈化處理，這兩方面都是目前生物質(zhì)流化床工業(yè)應用正在研究解決主要內(nèi)容。生物質(zhì)循環(huán)流化床氣化發(fā)電裝置主要由進料機構(gòu)，燃氣發(fā)生裝置，燃氣凈化裝置，燃氣發(fā)電機組、控制裝置及廢水處理設備六部分組成：進料機構(gòu)：進料機構(gòu)采用螺旋加料器，動力設備是電磁調(diào)速電機。螺旋加料器既便于連續(xù)均勻進料

6、，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(diào)速電機則可任意調(diào)節(jié)生物質(zhì)進料量。燃氣發(fā)生裝置：氣化裝置可采用循環(huán)流化床氣化爐或其他可連續(xù)運行的氣化爐，它主要由進風機，氣化爐和排渣螺旋構(gòu)成。生物質(zhì)在氣化爐中經(jīng)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(jīng)凈化處理后才能用于發(fā)電，燃氣凈化包括除塵、除灰和除焦油等過程。為了保證凈化效果，該裝置可采用多級除塵技術：例如慣性除塵器、旋風分離器、文氏管除塵器、電除塵等，經(jīng)過多級除塵，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(lián)起來的噴淋洗氣塔。燃氣發(fā)電裝置：可采用燃氣發(fā)電機組。由于目前國內(nèi)燃氣內(nèi)燃機的最大功率只有500kW,故大于500kW發(fā)電機系統(tǒng)可由多臺500kW的發(fā)電機并聯(lián)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(gòu)成。在用戶需要時也可增加相應的電腦監(jiān)控系統(tǒng)。廢水處理設備：采用過濾吸附、生物處理或化學、電凝聚等辦法處理廢水，處理后的廢水可以循環(huán)使用。國內(nèi)外普遍選用的生物質(zhì)循環(huán)流化床氣化爐是重慶鋒渝產(chǎn)品，其工藝流程如圖2所示。w*MdnriwwF