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    ? ? ? ?通常生物質發電的主要方式有直接燃燒發電,混合燃燒發電和氣化發電等。

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    ? ? ? ?直接燃燒發電是指把生物質原料送入鍋爐中燃燒,生產蒸汽,驅動蒸汽輪機,帶動發電機發電?;旌先紵l電是指將生物質和煤兩種原料進行混合燃燒發電。氣化發電是指在氣化爐中將生物質原料氣化,生成可燃氣體,經過凈化,供給內燃機或小型燃氣輪機,帶動發電機發電。

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    ? ? ? ?生物質氣化發電在中國已有20多年的研發歷史,主要由農業科學部門組織研發,在實驗和應用過程中主要目前存在三大難題:1、氣化效率低(數據);2、設備功率小、運轉率低;3、燃氣中焦油含量高。

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    ? ? ? ?洛陽建材建筑設計研究院長期從事工程設計及工業窯爐的開發與應用,致力于開發出清潔、高效、穩定的工業窯爐產品,采用工程化應用的指導思路開發了回轉式生物質氣化干餾爐,攻克了結焦、運轉率低等行業難題。采用模塊化設計理念,整套設備具有集成度高,占地面積?。〝祿?,安裝周期短等特點。采用先進的自動化控制系統,實現系統的一鍵啟停、信息檢測、故障預警等功能。整套系統采用分布式能源設計方案,非常適合于鄉鎮、農場、養殖場布置。

    1、 ?氣化發電技術原理?   

    ? ? ? ?生物質氣化發電技術的基本原理,是把生物質轉化為可燃氣,再利用可燃氣推動燃氣發電設備進行發電。它既能解決生物質難于燃用而且分布分散的缺點,又可以充分發揮燃氣發電技術設備緊湊而且污染少的優點,所以,氣化發電是生物質能最有效、最潔凈的利用方法之一。?  

      ? ?氣化發電過程主要包括3個方面:一是生物質氣化,在氣化爐中把固體生物質轉化為氣體燃料;二是氣體凈化,氣化出來的燃氣都含有一定的雜質,包括灰分、焦炭和焦油等,需經過凈化系統把雜質除去,以保證燃氣發電設備的正常運行;三是燃氣發電,利用燃氣輪機或燃氣內燃機進行發電,有的工藝為了提高發電效率,發電過程可以增加余熱鍋爐和蒸汽輪機。?

      以洛陽建材建筑設計研究院研發的5MW生物質氣化燃氣)蒸汽聯合循環發電示范工程為例(正在建造中),該聯合循環發電裝置主要由進料機構、燃氣發生裝置、余熱鍋爐(蒸汽發生裝置)、焦油裂解裝置、燃氣凈化裝置、空氣預熱裝置、燃氣發電機組、蒸汽輪機發電機組、循環冷卻水裝置、水處理裝置、電氣控制裝置及廢水、廢渣處理裝置等幾部分組成。

    ? ? ? ?根據我國目前的經濟環境和能源價格情況,以華南地區主要能源價格為例,電力為138.5元/GJ;柴油或LPG為450元/GJ;優質煤為14.0元/GJ;劣質煤為10元/GJ;稻草為6.5元/GJ;谷殼為6元/GJ;木屑為6元/GJ。

      可以對幾種典型的生物質氣化技術的經濟性指標進行估算,結果如表2所示[3]。從表2中可見,農村氣化供氣的經濟性較差,特別是500戶以下供氣項目,單純從經濟角度考慮是不可行的。而在電力緊張的地區,如果電價達到138.5元/GJ,即0.5元/(kW#h),生物質氣化發電項目都有較好的經濟性,特別對于1MW以上的項目,經濟性更好。

      從影響生物質項目經濟性的角度分析,對生物質項目影響最大的因素是能源價格、投資大小和設備運行時間。農村氣化供氣經濟性較差的主要問題是投資較大,規模太小。生物質氣化發電的投資也比較高,但由于產出的能源形式,電力價格比較高,所以經濟性仍然較好。

    ? ? ? 生物質能是指來源于木材、秸稈、動物糞便等生物質的能源。與化石能源不同,他們來自新近生存過的生物,這些生物質可以通過直接燃燒來獲取能量,也可以轉化為生物質燃料。由于其可再生性,被認為是未來能源和化學燃料的重要來源,約占世界所有可再生能源的2/3。

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    ? ? ? 現階段在我國推廣應用的負壓反火式秸稈氣化技術,因制取的可燃氣體發熱值很低,產品單一,經濟效果欠佳,導致利用國家財政補貼建起的“生物質氣化站”處于停產或半停產狀態,審視目前國內生物質干餾制氣設備均屬間歇干餾技術類型,由于采用間斷加料,間斷式產氣和出炭的操作方法,造成生產效率低,熱能浪費嚴重,員工的勞動強度大,工作環境較差等缺陷。加之含有一定濃度的有毒性可燃氣體周期性地間斷排放,對周邊大氣環境也地造成不同程度的污染。

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    ? ? ? ?生物質是重要的可再生能源,它分布廣泛,數量巨大,但由于它能量密度低,又分散,所以難以大規模集中處理,這正是大部分發展中國家生物質利用水平低下的原因。生物質氣化發電技術可以在較小的規模下實現較高的利用率,并能提供高品位的能源形式,特別適用于農村,發展中國家和地區,所以是利用生物質的一種重要技術,是一個重要的發展方向。中國由于地域廣闊,生物質資源豐富而電力供應相對緊張,生物質氣化發電具有較好的生存條件和發展空間,所以在中國大力發展生物質氣化發電技術可以最大限度地體現該技術的優越性和經濟性。

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    ? ? ? 生物質氣化是在一定的溫度條件下,使生物質內的高聚物發生裂解反應,轉化為低分子的烴類物質的過程。

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