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生物质气化发电技术的发展和商业化

2 生物质气化发电技术的研究和发展

2.1中小型气化发电系统的种类

中国已研制的中小型生物质气化发电设备功率从几kw到2000kw。从气化炉的结构上看,有层式下吸式气化炉、开心式气化炉、下吸式气化炉和循环流化床气化炉四种。从气体内燃机上看,有单位燃料气体内燃机、双燃料内燃机,单机最大功率为200KW。各种形式的气化炉对生物质的要求不一样。下吸式气化炉和层式下吸式气化炉只适用于块状、条状或粒状的生物质,开心式气化炉只适用于谷壳,循环流化床气化炉可以适用于各种不同的生物质原料,但使用之前必须进行粉碎,确保其生物质最大尺寸小于10mm。各种生物质气化发电技术的特点见表互一表2中。

 

2.2中小型气化发电技术的现状和存在的问题

   中国近几年特别重视中小型生物质气化发电技术的研究和应用。针对市场需要,开发了不同的技术。在以下方面取得明显的进步。

1)针对不同生物质的特点,推出了不同性能的气化炉,特别是开发了循环流化床气化炉,利用 简单的预处理手段,使各种生物质废弃物都能用于气化发电。

2)开发了不同规模的生物质气化发电系统,除了推广200KW气化发电机组外,还建成了600KW、 800KW、1000KW的示范装置。现正在建设2000KW和3000KW气化发电装置,以满足不同客户的需 要,并通过试用,确定不同行业、不同用户最合理和最经济的规模。

3)有效地降低生物质气化发电的建设成本和运行成本,通过技术改进和发电规模的提高,使气 化发电的单位投资控制在3500元/Kw以下,发电成本在0.2~0.3元/KWh左右,大大提高生物质 气化发电技术的经济性和市场竞争力。 但由于生物质种类的复杂性和气化发电技术本身固有的特点,

现在还有一些问题有待一步解决。

l)灰的处理问题:生物质气化发电除了要求经济上可行之外,其主要目的是处理废物。由于现 有中小型气化发电机组效率不高,灰中存留有少量的碳,而对谷壳气化后灰的体积没有明显 的减少,不能达到完全消除团体废物的目的。因此气化后产生的灰需进一步处理,例如加工 为耐热保温材料或提取高纯度的SiO2。遗憾的是由于经济或技术的原因,这些处理技术仍未 很好地跟上,这就使谷壳气化发电的推广受到限制。

2)气体净化:现有气化发电机组中对焦油的处理仍是简单的物理方法,且由于成本的限制,净 化效率不高,所以气体中焦油含量仍然偏高。这一方面加快了设备的损耗,另一方面增加了 设备的维修时间,降低了设备的利用率,总的使气化发电的成本增加。

3)废水处理:为了处理焦油和排灰,中小型气化发电设备大部分需要采用水洗,这些水含有灰 份和焦油等有害物质,排放之前需进行无害化处理,并尽可能循环使用。但目前废水仍缺乏 经济可行的有效办法,有的用户为了降低成本,有时直接排放,废水中有害物质高于环保的 要求,带来了二次污染。

3 生物质气化发电技术的应用

3.l生物质气化发电技术市场潜力分析

中国有大量的生物质废弃物,按现有的资源计算,只要2%的秸秆和10%的谷壳用于气化发电,总装机将达2000MW。如果考虑林业废弃物和其他工业废弃物,这方面的市场潜力将更大。 生物质气化发电技术的功能定位是环保和节能,针对的客户对象主要是农村用户、乡镇企业和需处理生物质废弃物的工业企业。近年,有大量的木材厂、农场对处理废木屑和农业秸杆有兴趣,但由于技术未成熟,没办法满足用户的要求,所以有关谷壳的外向用户未能真正形成。 随着农村经济的全面发展和社会环保意识和要求的提高,生物质气化发展的需求将明显增加,

来源:中美清洁能源技术论坛 | 作者:吴创之 郑舜鹏  吕鹏梅 吴金华