●92●林業(yè)科技情報2010 Vol. 42 No. 3生物質(zhì)氣化技術(shù)應(yīng)用淺談寇偉宋哲(黑龍江省林業(yè)設(shè)計研究院)[摘要]介紹了生物質(zhì)氣化技術(shù)應(yīng)用的原理和意義及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀,并重點分析了其在黑龍江省的適用性、優(yōu)越性和發(fā)展前景;最后得出了在黑龍江省應(yīng)用生物質(zhì)能技術(shù)具有重大的環(huán)境意義和經(jīng)濟效益。[關(guān)鍵詞]生物質(zhì)氣化技術(shù);生物質(zhì) 能;黑龍江應(yīng)用案例A Brief Talk On Biomass Gasification Technique ApplicationKou WeiSong Zhe( Forest Design And Research Institute Of Heilongjiang Province)Abstract: This paper intoduces the principle , signifcance and development actuality of biomass gasification tech-nique, analyzes its applicability, advantages and development foreground in Heilongjiang province. It shows thatbiomass technique has important environment significance and economy benefit.Key words :biomass gasification technique; biomass energy; application example in Heilongjiang province0引言理是在不完全燃燒條件下，將生物質(zhì)原料加熱，使高分子隨著人類對能源的需求量逐漸增加，化石燃料的逐漸量的有機碳?xì)浠衔镦溋呀?，變成較低分子量的cO, H,減少以及應(yīng)用化石燃料帶來的日益嚴(yán)峻的環(huán)境污染問題，CH,等可燃?xì)怏w，在轉(zhuǎn)換過程中需要加空氣、氧氣或水蒸各國越來越重視可再生能源的開發(fā)與應(yīng)用，其中生物質(zhì)能氣等氣化劑，其產(chǎn)品主要指可燃性氣體N2的混合氣體，稱是地球上幾乎到處都有的一種潔凈的可再生能源并8益成為“生物質(zhì)燃?xì)?。為人們利用和研究的焦點。生物質(zhì)氣化能量轉(zhuǎn)換效率高，生物質(zhì)燃?xì)饪捎糜诖妒隆⒉膳妥魑锖娓?，還可用于設(shè)備簡單，投資少，易操作,不受地區(qū)、燃料種類和氣候內(nèi)燃機、熱氣機等動力裝置的燃料，輸出電力及動力,提的限制，為畜牧業(yè)提供飼料，為工業(yè)企業(yè)提供原材料，以高生物質(zhì)的能源品位和利用效率。生物質(zhì)燃?xì)庵饕猛居?達(dá)到保護資源與環(huán)境，發(fā)展經(jīng)濟，為子孫后代造福，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目的。①供民用炊事和取暖;②烘干谷物、木材、果品、炒茶等;1生物 質(zhì)氣化技術(shù)的概念與原理③發(fā)電;④區(qū)域供熱;⑤工業(yè)企業(yè)用蒸汽等。在生物質(zhì)能生物質(zhì)氣化是生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)換的-一種技術(shù)，通過熱開發(fā)水平比較高的國家，還用生物質(zhì)燃?xì)庾骰ぴ?，如化學(xué)過程裂解氣化為氣體燃料，俗稱“水煤氣"?；驹?合成甲醇、氨等，甚至考慮著做燃料電池的燃料。渣物理熱損失增大，降低了鍋爐的熱效率。有關(guān)資料顯示，煤粉焦碳的燃燒，可以提高火焰黑度，加強燃燒室爐壁的平均灰份從13%.上升到18%，鍋爐的強迫停運率將從輻射換熱。另外，水蒸氣分解時產(chǎn)生的氫分子和氫氧根可1. 3%.上升到7. 54%。以提高火焰的熱傳導(dǎo)率。但水分含量過大時，著火熱也隨2.4煤的顆粒度對 鍋爐的燃燒有很大影響。顆粒度過大之增大，同時由于一部分燃燒熱用來加熱水分并使其汽化，時，煤塊在鍋爐內(nèi)燃燒時停留時間過短，煤炭中的焦碳沒降低了爐內(nèi)煙氣溫度,從而使煤粉氣流吸卷的煙氣溫度以有完全燃燼，爐渣中的含碳量增大，增加了鍋爐爐渣的物及火焰對煤粉的輻射熱都降低，這對著火不利。理熱損失;顆粒度過小時，細(xì)煤粉在爐排上燃燒時通風(fēng)不2.6煤中雜質(zhì)不僅會吸收煤燃燒生產(chǎn)的熱量，阻礙煤與氧好，碳與氧不能很好地接觸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，易形成黑帶，充分接觸，影響煤的燃燒，降低鍋爐熱效率,增大鍋爐運同時細(xì)煤粉也易被空氣吹起，很快隨著煙氣被帶走，增加行時的除渣除灰量，而且對鍋爐的安全運行帶來很大危害。了鍋爐煙氣中的飛灰熱損失，(在層燃燒鍋爐中,盡量不要3結(jié)論燃用煤粉含量超過30%的煤種)。因此要根據(jù)煤炭顆粒度隨著煤炭供應(yīng)的日趨緊張，煤質(zhì)隨時都會發(fā)生很大的合理調(diào)整給風(fēng)量。變化，摸索研究不同煤種，最大限度降低煤質(zhì)變化對鍋爐2.5煤的含水量在 -定的含量限度內(nèi)與揮發(fā)分對燃煤的著運行燃燒帶來的不利影響，實現(xiàn)供熱鍋爐的優(yōu)化運行，不火特性影響-致，少量水分對著火有利，從燃燒動力學(xué)角僅可以提高經(jīng)濟效益，最重要的可以保證正常供熱。度看，在高溫火焰水蒸氣對燃燒具有催化作用，可以加速來稿日期: 2010-01 -202010 Vol. 42 No. 3林業(yè)科技情.93.生物質(zhì)氣化所用的原料主要是原木生產(chǎn)及木材加工的投人運行使用，取得顯著的效益。此外，還包括海南三亞殘余物、蘄柴、農(nóng)業(yè)副產(chǎn)物等，包括板皮、木屑、枝杈、1MW木粉氣化發(fā)電系統(tǒng)，河北邯鄲60kw秸稈氣化發(fā)電秸稈、稻殼、玉米芯等，原料來源廣泛，價廉易取。系統(tǒng)和秦國1.2MW谷殼氣化發(fā)電站等多個大型發(fā)電站。山生物質(zhì)氣化都要通過氣化爐完成，其反應(yīng)過程很復(fù)雜。東省科學(xué)院能源研究所正在開展秸稈循環(huán)流化床技術(shù)的推隨著氣化爐的類型、工藝流程、反應(yīng)條件、氣化劑的種類、廣工作，研制了實用型流化床氣化爐。遼寧省能源研究所原料的性質(zhì)和粉碎粒度等條件的不同，其反應(yīng)過程也不相采用玉米秸稈等原料，承擔(dān)了多個國家重點科技項目,建同。但不同條件下物質(zhì)氣化過程基本包括下列反應(yīng):立了固定床生物質(zhì)氣化系統(tǒng)，流化床、固定床生物質(zhì)發(fā)電C+O:=CO2 CO, +C=2CO; 2C+O, =2CO; 2C0+0,系統(tǒng)的生產(chǎn)線，應(yīng)用在大連、本溪、鐵嶺等地區(qū).提供居=2CO2;H2O+C=CO + H; 2H,0+C=CO, +2H; H,0+Co民炊事及采暖用氣，安全可靠，運行至今。其中，生物質(zhì)氣化供熱系統(tǒng)產(chǎn)品各項技術(shù)指標(biāo)居國際先進水平。據(jù)遼寧= CO2 +H; C+2H, =CH;省能源研究所投資慨算:農(nóng)村集中供氣系統(tǒng)總投資包括氣工作中，原料燃燒分為四個層:氧化層、還原層、熱化站土建部分、氣化機組以及管網(wǎng)(室內(nèi)、室外)、氣柜分解層和干燥層。其中，還原層是影響燃?xì)馄焚|(zhì)和產(chǎn)量最和用氣設(shè)備的投資組成。重要的地區(qū)。3生物質(zhì)氣化技術(shù)在黑龍江省的應(yīng)用生物質(zhì)氣化的核心設(shè)備是氣化爐。在這里，生物質(zhì)經(jīng)3.1 概況介紹然燒、氣化轉(zhuǎn)化為可燃?xì)?。氣化爐大體上可分為:固定床黑龍江省生物質(zhì)資源極為豐富，目前在農(nóng)村到處可見氣化爐和流化床氣化爐。其中，固定床氣化爐結(jié)構(gòu)簡單，堆積如山的秸稈垛。由于黑龍江省低溫寒冷時間長達(dá)半年投資少，運行可靠，操作比較容易，對原料種類和粒度要之久，廣大農(nóng)民生產(chǎn)生活能耗高、能源需求量大。黑龍江.求不高，但通常產(chǎn)氣量較小，多用于小型氣化站內(nèi)或戶用，非常重視以生物質(zhì)為主要燃料的農(nóng)村能源工作，借助生態(tài)只有上流式固定氣化爐可用于較大規(guī)模的生物場合:流化省建設(shè)和實施“生態(tài)家園富民計劃"的有利契機，積極發(fā)床氣化爐傳熱強烈、氣化強度大、產(chǎn)氣率高，適于大、中展秸稈氣化示范工程，取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。規(guī)模生產(chǎn)，是實現(xiàn)生物質(zhì)大規(guī)模氣化-燃?xì)廨啓C民電機組3.2案例分析-汽輪機發(fā)電機組聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)的有效途徑，但其加料、目前，生物質(zhì)氣化技術(shù)在黑龍江省得到了長足、穩(wěn)定過濾困難，設(shè)備復(fù)雜成本高。的發(fā)展，具有很多正常運行多年的生物質(zhì)氣化工程案例。2生物質(zhì)氣化技術(shù)在國內(nèi)外的應(yīng)用黑龍江省北大荒米業(yè)在 全國最旱利用稻殼在墾區(qū)發(fā)電，21應(yīng)用概況.建設(shè)了9座、總裝機容量600千瓦的稻殼發(fā)電廠,一年可近年來，歐美等發(fā)達(dá)國家對生物質(zhì)氣化技術(shù)的研究十吃進稻殼10萬噸,發(fā)電量達(dá)700萬千瓦時，年創(chuàng)效益1800分重視，有許多單位在進行此項技術(shù)的研究，并達(dá)到了較多萬元。北大荒米業(yè)在291稻米加工廠建起了第一家稻殼高的水平。發(fā)電廠，是省內(nèi)最大的單體稻殼發(fā)電廠。他們又相繼在普我國一些研究單位也在進行生物質(zhì)氣化技術(shù)的研究，陽、八五七、青龍山等8家稻米加工廠建起稻殼發(fā)電廠,開發(fā)了一批適合我國國情的技術(shù)和產(chǎn)品，已經(jīng)達(dá)到實用程形成了全國規(guī)模最大的稻殼發(fā)電機群。目前北大荒米業(yè)的度并且已進行示范推廣的技術(shù)主要有: (1) 秸稈氣化集中稻殼發(fā)電技術(shù)居國際領(lǐng)先水平，北大荒米業(yè)建設(shè)稻殼發(fā)電供氣技術(shù)，即山東省科學(xué)院能源研究所經(jīng)過“七五”、“八廠，解決了資源浪費、環(huán)境污染問題，也實現(xiàn)了增產(chǎn)節(jié)約。五”、“九五”期間的研究形成的技術(shù)，已形成可供100 ~4結(jié)論與展望1000戶居民炊事用能的供氣系統(tǒng)。(2)氣化發(fā)電機組:原黑龍江省具有豐富的生物質(zhì)能原料，在國家大力扶持商業(yè)部科研所和紅巖機器廠研制的稻殼發(fā)電系統(tǒng)，已有一和鼓勵可再生能源利用的政策下，利用生物質(zhì)氣化技術(shù)進定程度的推廣，中科院廣州能源所研制的1MW流化床氣行供熱、發(fā)電等工業(yè)項目，政府將在稅收、電費、貸款利化發(fā)電系統(tǒng)代表了我國目前氣化發(fā)電技術(shù)的水平; (3)木奉等方面進行優(yōu)惠與補償。這將使投資方和使用方節(jié)省很材加工廢棄物氣化后直接利用，如中國農(nóng)機院研制的木材大的成本，獲得更大的利潤。氣化烘干設(shè)備等。這些技術(shù)展示了生物質(zhì)氣化技術(shù)的經(jīng)濟生物質(zhì)氣化技術(shù)具有能量轉(zhuǎn)換效率高，設(shè)備簡單，投可行性和發(fā)展趨勢。目前，國內(nèi)生物質(zhì)氣化技術(shù)主要應(yīng)用資少，易操作等特點。在供熱和發(fā)電兩個方面。生物質(zhì)集中供氣系統(tǒng)已在我國許生物質(zhì)氣化技術(shù)具有很好的環(huán)境效益。這對環(huán)境污染多省份得到推廣應(yīng)用，估計到2010年,全國有可能建生物比較嚴(yán)重的黑龍江省來說具有長遠(yuǎn)的重大意義。目前，生質(zhì)氣化站2500 ~ 3000個。物質(zhì)氣化機組的容量區(qū)域大型化，設(shè)備趨于智能可控化。2.2 工程介紹這將更利于該技術(shù)在省內(nèi)安全、廣泛的推廣。相信，生物目前國內(nèi)生物質(zhì)氣化技術(shù)較成熟的研究機構(gòu)主要有廣質(zhì)氣化技術(shù)必將隨著社會文明和科技的發(fā)展在黑龍江省得州能源所，山東能源所和遼寧能源所等。其中廣州能源所天獨厚的條件下得到更廣泛的應(yīng)用。承擔(dān)了“九五” 期間“IMW生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)"的研究，在福建莆田建立的首個IMW的生物質(zhì)氣化發(fā)電站已來稿日期: 2010-01 -15