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生物质发电原理及前景

作者:河南永兴锅炉集团有限公司 浏览:次 时间:2018年09月01日【 字体:

生物质发电行使物质所具生物质能进行发电再能源发电种包括农林废弃物直接燃烧发电、农林废弃物气化发电、垃圾焚烧发电、垃圾填埋气发电、沼气发电。

农林生物质发电,就是行使秸秆、稻草、蔗渣、木糠等植物燃料直接燃烧或发酵成沼气后燃烧,燃烧产生的热量使水蒸汽带动汽轮机发电.目前国内大的机组为1.5万千瓦,重要是将平原地带农夫废弃的麦杆、稻草拿来燃烧发电,燃烧后的草木灰作为肥料,国家视作清洁能源,有政策补贴,但目前已运行的机组基本上亏损.

生物质发电重要是行使农业、林业和工业废弃物为质料,也可以将城市垃圾为质料,采取直接燃烧或气化的发电体例.

近年来中国能源、电力供求趋紧,国内外发电行业对资源雄厚、可再生性强、有利于改善环境和可持续发展的生物质资源的开发行使给予了极大的关注.于是生物质能发电行业应运而生.

世界生物质发电起源于20世纪70年代,当时,世界性的石油危急爆发后,丹麦开始积极开发清洁的可再生能源,大力推行秸秆等生物质发电.自1990年以来,生物质发电在欧美很多国家开始大发展.

中国是一个农业大国,生物质资源十分雄厚,各种农作物每年产生秸秆6亿多吨,其中可以作为能源使用的约4亿吨,全国林木总生物量约190亿吨,可获得量为9亿吨,可作为能源行使的总量约为3亿吨.如加以有用行使,开发潜力将十分伟大.

为推动生物质发电技术的发展,2003年以来,国家先后核准批复了河北晋州、山东单县和江苏如东3个秸秆发电示范项目,颁布了《可再生能源法》,并实施了生物质发电优惠上网电价等有关配套政策,从而使生物质发电,分外是秸秆发电敏捷发展.

近几年来,国家电网公司、五大发电集团等大型国有、民营以及外资企业纷纷投资参与中国生物质发电产业的建设运营.截至2007年底,国家和各省发改委已核准项目87个,总装机规模220万千瓦.全国已建成投产的生物质直燃发电项目超过15个,在建项目30多个.可以看出,中国生物质发电产业的发展正在渐入佳境.

根据国家“十一五”规划纲要提出的发展目标,将来将建设生物质发电550万千瓦装机容量,已宣布的《可再生能源中长期发展规划》也确定了到2020年生物质发电装机3000万千瓦的发展目标.此外,国家已经决定,将安排资金支撑可再生能源的技术研发、设备制造及检测认证等产业服务系统建设.总的说来,生物质能发电行业有着广阔的发展前景.

生物质能种颇具产业化规模化行使前景再能源我能源结构优化意义重发展物质发电修建稳固、经济、清洁、安全能源供给系统突破经济社发展资源环境制约紧张途径秸秆发电变序焚烧集燃烧并发电、造肥节省量煤炭资源并增长农夫收入秸秆燃烧增长气CO2量且含硫量极低仅0.1%发展生物质发电替换煤炭明显削减CO2等温室气体SO2排放巨环境效益

1 生物质直接燃烧发电行使技术

生物质直燃发电物质直接作燃料进行燃烧用于发电或者热电联产生物质直接燃烧具特点:

(1)生物质燃烧所放CO2体相于其通光合作用所吸取CO2 认CO2零排放助于缓解温室效应;

(2)生物质燃烧产物用途广泛灰渣加综合行使;

(3)生物质燃料与矿物质燃料混合燃烧既削减运行本进步燃烧服从降低SO2、NOx 等害气体排放浓度;

(4)采用生物质燃烧设备快速度实现各种物质资源规模减量化、害化、资源化行使且本较低生物质直接燃烧技术具良经济性发潜力

1.1 单燃物直燃技术

欧美发达家重要燃烧物质木本植物 我因为特别情使我用于燃烧物质基本局限于秸秆等草本类植物据关文献秸秆燃烧机理进行研究秸秆等物质与规燃料区别重要几点:

(1)秸秆含水量较约20%规燃料8~10 倍锅炉雷同力情况其烟气量约规燃料1.5~2 倍锅炉受热面布置要充考虑情况

(2)秸秆堆积密度较秸秆投入炉内燃烧先落炉床随着水蒸发始漂浮炉内进行燃烧类锅炉设计 定要考虑燃烧室体积要些使燃料炉内充足停顿间有效燃烬

(3)燃料燃烧程看数秸秆(除甘蔗渣外)干燥挥发份快速离开母体迅猛燃烧挥发份附着秸秆外观燃烧与煤燃烧机理有效同

(4)逸挥发份秸秆变阴郁红色焦炭粒未见显明火焰且炉膛高温火焰辐射缓慢燃烧燃烬间较

1.1.1 层燃炉燃烧技术

层燃炉燃烧技术重要炉排炉代表燃料固定或者移炉排实现燃烧空气透炉排供给部燃料燃料处于相静止状况燃料入炉燃烧间由炉排移或者振控制灰渣落入炉排或者炉排端灰坑结束

1.1.2 循环流化床燃烧技术

循环流化床锅炉独特流体力特征结构使其具备独特好处燃料适应性广低温燃烧燃烧服从高负荷调节性能等瑞典、丹麦、德等发达家流化床燃用生物质燃料技术面具较高水平美达荷能源产品公司已经发产燃物质流化床锅炉 锅炉蒸汽力4.5~50t/h供热锅炉力36.67MW;美CE 公司行使鲁奇技术研制型燃废木循环流化床发电锅炉力100t/h蒸汽压力8.7MPa; 美B&W 公司制造燃木柴流化床锅炉于20 世纪80~90 代初投入商业运行外瑞典树枝、树叶等林业废弃物作型流化床锅炉燃料加行使锅炉热服从达80%;瑞典丹麦执行行使物质热电联产计划使物质能提供高品位电能同知足供热要求

1.2 生物质与煤混合直燃技术

混合燃烧技术上风:

(1)生物质再能源煤粉炉物质共燃行使现役电厂提供种快速低本物质发电技术种(廉价低风险)行使再能源发电技术

(2)煤粉燃烧发电服从高达35%物质共燃借用其高服从好处现阶段其生物质发电技术难比拟

(3)物质燃烧低硫低氮与煤粉共燃降低电厂SO2NOx 排放

(4)于煤粉燃烧电厂共燃物质意味着CO2排放降低 公认现役燃煤电厂降低CO2排放效措施

(5)我国生物质资源雄厚行使未行使物质折合近4 亿t 标准煤且布广泛行使;另面量行使生物质发电增长农夫收入促进农业农村经济持续发展

(6)生物质共燃技术简单投资运行费用低物质相较便宜燃煤电厂言增长燃料选择范围燃料适应性降低燃料本丹麦哥本哈根AVEDORE 电厂2002 增长热功率105MW 物质发电设备采用气(油)与麦秸混合燃烧工艺 每秸秆消费25t 秸秆重要源于芬兰丹麦物质水含量用超声波测定控制25%左右

2 生物质气化发电技术

生物质气化高温部氧化转化程该程直接向生物质通气化剂(空气、氧气或水蒸汽)使缺氧条件变化燃气体程目前 生物质气化技术体按2 类进行类:

①按气化剂类

②按设备运行式类

2.1 按气化剂类型类

生物质气化技术按气化剂类型类其干馏气化其实热解气化种特例且因为干馏吸热反应应工艺提供外部热源使反应进行氧气气化则必要提供外部热源产品热值15000kJ/m3 热值气化气空气气化因为N2加入使其燃气含量降低热值随降低5000kJ/m3 左右低热值气体氢气气化反应条件苛刻必要高温高压且具氢源条件进行 其气化气热值高达22260~26040kJ/m3 高热值气化气

2.2 按气化装配运行式类

生物质气化技术按气化装配运行式类内外已投入商业运行气化重要:固定床气化炉、流化床气化炉固定床气化炉吸式、吸式、横吸式式其吸式气化炉应用广。生物质质料由炉顶加料口投入炉内气化剂(空气、氧气)由顶部进入喉部加入气化剂与物料混合向流 高温喉管区发气化反应吸式气化炉重要特点气化强度高(相于吸式)工作稳固性随加料;因为燃烧区热解区与原区间干馏热解产物都要经燃烧区高温裂解H2CO使气化焦油含量削减流化床气化炉按气化炉结构气化程流化床气化炉循环流化床、双流化床携带床四种类型按吹入气化剂压力流化床气化炉压流化床加压流化床其循环流化床因为其众好处适用于型商业化运行循环流化床唯恒温床反应气化炉气化反应床内进行焦油床内裂解流化介质般选用惰性材料(沙)或非惰性材料(石灰或催化剂)增长传热及清洗燃气适合水含量、热值低、着火困难物质燃料循环流化床气化炉重要瑕玷入料必要预处理产气灰必要净化处理部件磨损紧张

典型操作条件温度600℃加工能力100kg/h杨木质料产气率达65%好处于结构紧凑、传热速率高、气相停顿间短、效克制裂化载气需求量气化产燃气重要用发电生物质气化发电技术3 种:带气体透平物质加压气化、带透平或者引擎压物质气化、带朗肯循环传统物质燃烧体系传统生物质气化联合发电技术(BIGCC)包括生物质气化、气体净化、燃气轮机发电及蒸汽轮机发电生物质气化发电技术基本原理生物质转化燃气行使燃气推燃气发电设备进行发电气化发电工艺包括3 程:   

①生物质气化固体物质转化气体燃料;

②气体净化气化燃气都带定杂质包括灰、焦炭焦油等必要经净化体系杂质除燃气发电设备运行;

③燃气发电目前际发达家展进步物质发电服从面研究 美Battelle(63MW)项目欧洲英(8MW)芬兰(6MW)示范工程

3 生物质直接燃烧技术与生物质气化技术比较

生物质直接用燃烧简化环节设备 削减投资行使率比较低行使范围广由生于物质布散规模行使物质直接燃烧技术发电较停滞秸秆类物质含较K、Cl 等机物质燃烧程容易现紧张积灰、结渣、聚团受热面腐蚀等碱金属题目碱金属题目秸秆规模燃烧行使面临严厉挑衅些必要提高研究解决题目生物质气化技术能够定程度缓解气体燃料需求,生物质气化行使途径响应扩展进步行使服从。