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目前,生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)處于初步商業(yè)化階段,基本原理是生物質(zhì)在缺氧狀態(tài)下熱解生成氣體燃料,凈化后的氣體燃料燃燒驅(qū)動(dòng)燃?xì)廨啓C(jī)或燃燒后產(chǎn)生蒸汽,驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。氣化發(fā)電過程包括3個(gè)方面:一是生物質(zhì)氣化。經(jīng)處理的生物質(zhì)原料由進(jìn)料系統(tǒng)送進(jìn)氣化爐內(nèi),揮發(fā)分(干基下為70%~80%)熱解釋放出揮發(fā)性氣體如CmHn、H2、CO、CO2、焦油和水蒸氣,產(chǎn)生的碳發(fā)生典型氣化反應(yīng)(水蒸氣 碳)和燃燒反應(yīng)(碳 氧氣),通過燃燒反應(yīng)釋放出的熱量促使生物質(zhì)熱解和碳的氣化反應(yīng)進(jìn)行,從而把固體生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為氣體燃料;二是氣體凈化。氣化生成的燃?xì)舛己幸欢ǖ碾s質(zhì),包括灰分、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?xì)獍l(fā)電設(shè)備的正常運(yùn)行;三是燃?xì)獍l(fā)電。凈化后的燃?xì)膺M(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)或內(nèi)燃機(jī)的燃燒室燃燒驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電,或者燃?xì)庠阱仩t內(nèi)燃燒生產(chǎn)高溫高壓蒸汽,驅(qū)動(dòng)蒸汽機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。圖1為生物質(zhì)氣化發(fā)電工藝流程示意圖。
生物質(zhì)氣化發(fā)電可使用農(nóng)林廢棄物、水生植物、油料植物、城市和工業(yè)有機(jī)廢棄物及動(dòng)物糞便等生物質(zhì)原料。原料來源廣泛,發(fā)電設(shè)備多種,發(fā)電規(guī)模不等,促使氣化技術(shù)呈多樣化發(fā)展。從發(fā)電規(guī)模上分,生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)可分為小型、中型、大型三種。小型氣化發(fā)電系統(tǒng)所需的生物質(zhì)數(shù)量較少,簡(jiǎn)單靈活,多采用固定床氣化設(shè)備,生物質(zhì)氣化發(fā)電機(jī)組,主要用于農(nóng)村照明或作為中小企業(yè)的自備發(fā)電機(jī)組,一般發(fā)電功率小于200kW。固定床氣化設(shè)備又可分為上吸式、下吸式和開心層下式3種,其中下吸式爐型有利于減少爐內(nèi)熱解生成的焦油含量,因而被廣泛采用。
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