采用不同的发电设备,气化发电技术又可分为以下三类:(1)气化气直接作为蒸汽锅炉的燃料燃烧,生产蒸汽带动蒸汽轮机发电。这种方式在气体成分和热值有变化时能够保持稳定的燃烧状态,排放物污染少而且对气体要求不很严格,经过旋风分离器除去杂质和灰分后即可使用,不需冷却。(2)气化气在燃气轮机内燃烧带动发电机发电。燃气轮机必须进行相应的改造,将热值较低的气化气增压到9.8104~29.4105pa之间,否则发电效率较低。另外,燃气轮机对气化气要求高,并且需有较高的自动化控制水平,生物质发电技术原理,所以单独采用燃气轮机的生物质气化发电系统较少。(3)气化气在内燃机内烧带动发电机发电。简单的内燃机组可单独燃用低热值气化气,枣庄生物质发电,也可以气化气、油两用,设备紧凑,系统简单,因而应用广泛,而且效率较高。但该种方式对气体要求严格,气化气必须净化并冷却。
目前,生物质气化发电技术处于初步商业化阶段,基本原理是生物质在缺氧状态下热解生成气体燃料,净化后的气体燃料燃烧驱动燃气轮机或燃烧后产生蒸汽,生物质能发电的优缺点,驱动发电机发电。气化发电过程包括3个方面:一是生物质气化。经处理的生物质原料由进料系统送进气化炉内,挥发分(干基下为70%~80%)热解释放出挥发性气体如cmhn、h2、co、co2、焦油和水蒸气,产生的碳发生典型气化反应(水蒸气+碳)和燃烧反应(碳+氧气),通过燃烧反应释放出的热量促使生物质热解和碳的气化反应进行,从而把固体生物质转化为气体燃料;二是气体净化。气化生成的燃气都含有一定的杂质,包括灰分、焦炭和焦油等,需经过净化系统把杂质除去,以---燃气发电设备的正常运行;三是燃气发电。净化后的燃气进入燃气轮机或内燃机的燃烧室燃烧驱动发电机发电,或者燃气在锅炉内燃烧生产高温高压蒸汽,驱动蒸汽机带动发电机发电。图1为生物质气化发电工艺流程示意图。
生物质气化技术是一种热化学处理技术,通过气化炉将固态生物质转换为使用方便而且清洁的可燃气体,用作燃料或生产动力。其基本原理是将生物质原料加热,生物质原料进入气化炉后---燥,伴随着温度的升高,析出挥发物,并在高温下裂解(热解);热解后的气体和炭在气化炉的氧化区与供入的气化介质(空气、氧气、水蒸气等)发生氧化反应并燃烧;燃烧放出的热量用于维持干燥、热解和还原反应,终生成了含有一定量co,h2,ch4,cnhm的混合气体,去除焦油、杂质后即可燃用或者发电[1]。生物质气化原理如图1所示。
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