【導(dǎo)讀】薅葿肄肅芄蚅羀肅莇蒈袆肄蕿蚃袂肅艿蒆螈肂莁螁肇肁蒃薄羃肀薆螀衿聿芅薂螅腿莈螈蟻膈蒀薁罿膇膀螆羅膆莂蠆袁膅蒄裊螇膄薆蚇肆膃芆蒀膃莈蚆袈節(jié)蒁蒈螄芁膀蚄蝕芀芃蕆聿艿蒅螂羅羋薇薅袁羋芇螀螇芇荿薃肅芆蒂蝿羈蒞薄薂袇莄芄螇螃羈莆薀蝿羀薈裊肈罿羋蚈羄羈莀襖袀羇蒂蚆螆羆薅葿肄肅芄蚅羀肅莇蒈袆肄蕿蚃袂肅艿蒆螈肂莁螁肇肁蒃薄羃肀薆螀衿聿芅薂螅腿莈螈蟻膈蒀薁罿膇膀螆羅膆莂蠆袁膅蒄裊螇膄

　　

【正文】 圖 212 區(qū)域供熱廠工藝流程 （ 2）生物質(zhì)氣 化供氣技術(shù) 生物質(zhì)氣化供氣技術(shù)是指氣化爐產(chǎn)出的生物質(zhì)燃?xì)? ，通過相應(yīng)的配套裝備 ，完成為居民供應(yīng)燃?xì)獾募夹g(shù)。生物質(zhì)氣化供氣系統(tǒng)工藝流程見圖 213。 圖 213 生物質(zhì)氣化供氣系統(tǒng)工藝流程 生物質(zhì)原料首先經(jīng)過處理達(dá)到氣化爐的使用條件，然后由送料裝置送入氣化爐中，不同類型的氣化爐需要配備不同的送料裝置。所產(chǎn)生的可燃?xì)怏w，在凈化器中除去灰塵和焦油等雜質(zhì)。經(jīng)過凈化后的氣體經(jīng)過水封，由鼓風(fēng)機(jī)送入儲氣罐中，水封相當(dāng)于一個(gè)單向閥，只允許燃?xì)庀騼夤拗辛鲃?dòng)。儲氣罐出口的阻火器是一個(gè)重要的安全設(shè)備。最后，燃?xì)馔ㄟ^燃?xì)夤?應(yīng)網(wǎng)統(tǒng)一輸送給用戶。 （ 3）生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù) 從燃?xì)獍l(fā)電過程上看，氣化發(fā)電可分為內(nèi)燃機(jī)發(fā)電系統(tǒng)、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電系統(tǒng)及燃?xì)?—蒸汽聯(lián)合循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)，見圖 214 圖 214 生物質(zhì)氣化發(fā)電方式 a . 作為蒸汽鍋爐的燃料燃燒生產(chǎn)蒸汽帶動(dòng)蒸汽輪機(jī)發(fā)電。這種方式對氣體要求不是很嚴(yán)格，直接在鍋爐內(nèi)燃燒氣化氣。氣化氣經(jīng)過旋風(fēng)分離器除去雜質(zhì)和灰分后即可使用。燃燒器在氣體成分和熱值有變化時(shí)，能夠保持穩(wěn)定的燃燒狀態(tài)，排放污染物較少。 b . 在燃?xì)廨啓C(jī)內(nèi)燃燒帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。這種方式對氣體的壓力有要求，一般為10~30kg/ cm2。該種技術(shù)存在灰塵、雜質(zhì)等污染問題。 c . 在內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃燒帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。這種方式應(yīng)用廣泛，效率高。但是該種方法對氣體要求極為嚴(yán)格，氣化氣必須經(jīng)過凈化和冷卻處理。 （ 4）生物質(zhì)氣化合成化學(xué)品技術(shù) 生物質(zhì)氣化合成化學(xué)品是指經(jīng)氣化爐產(chǎn)生的生物質(zhì)燃?xì)?，通過一定的工藝合成為化學(xué)制品，目前主要是合成甲醇和氨，為運(yùn)輸業(yè)提供代用燃料，為種植業(yè)提供肥料等。 第 3 章 生物質(zhì)氣化技術(shù)的發(fā)展與展望 第 節(jié) 國內(nèi)外生物質(zhì)氣化技術(shù)發(fā)展概況 國外情況 上世紀(jì) 70 年代以來，歐美等發(fā)達(dá)國家對生物質(zhì)氣 化技術(shù)的研究十分重視?，F(xiàn)已達(dá)到了較高水平，如德國魯奇公司進(jìn)行 100MW 生物質(zhì)氣化聯(lián)合循環(huán)發(fā)電（ BIGCC）的示范工程，美國可再生能源實(shí)驗(yàn)室和夏威夷大學(xué)研究開發(fā)的 Battelle 生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)（ BIGCC）及瑞典開發(fā)成功的 TPS 生物質(zhì)的 BIGCC 系統(tǒng)，目前歐美國家正在致力于生物質(zhì)氣化合成甲醇、制氫燃料的研究。其生物質(zhì)氣化裝置均為流化床氣化爐，使用氧或水蒸汽作氣化劑。產(chǎn)生中熱值煤氣。美國國家再生能源實(shí)驗(yàn)室曾研制成功生物質(zhì)雙器流化床氣化爐，該方法不用氧而使用空氣和水蒸汽生產(chǎn)中熱值燃?xì)?，并建立了示范廠。由于運(yùn)行 時(shí)焦炭和熱載體都在高溫下進(jìn)行循環(huán)，難以定量控制，使得難以穩(wěn)定運(yùn)行，目前這種技術(shù)尚無實(shí)際應(yīng)用。 國內(nèi)情況 我國的生物質(zhì)氣化技術(shù)應(yīng)用研究起始于上世紀(jì) 80 年代初。目前國內(nèi)已經(jīng)開發(fā)成功一些生物質(zhì)氣化技術(shù)，主要是固定床氣化爐，這種固定床氣化爐在全國一度有百臺以上應(yīng)用于農(nóng)村作燃料使用。由于這種氣化爐產(chǎn)生的燃?xì)鉄嶂档?，一般?4~5MJ/m3，運(yùn)行不穩(wěn)定，燃?xì)庵薪褂秃扛?，造成后系統(tǒng)堵塞和腐蝕；由于規(guī)模小、經(jīng)濟(jì)性差、目前大部分處于停運(yùn)狀態(tài)。 20 世紀(jì) 90 年代初國內(nèi)才開展生物質(zhì)流化床氣化的研究，中科院廣州能源研究所研究開發(fā) 了循環(huán)流化床氣化爐，應(yīng)用于發(fā)電，中國林科院林化所研究開發(fā)的內(nèi)循環(huán)錐形流化床氣化爐，應(yīng)用于燃?xì)馍a(chǎn)。這兩種流化床氣化爐均為常壓、采用空氣作氣化劑，產(chǎn)生低熱值燃?xì)?。目前已在國?nèi)進(jìn)行了推廣。但從總體上來說，我國生物質(zhì)氣化技術(shù)水平不高，規(guī)模偏小，與發(fā)達(dá)國家生物質(zhì)氣化技術(shù)相比還比較落后。由于生物質(zhì)氣化是新技術(shù)，同時(shí)也是傳統(tǒng)煤氣化技術(shù)基礎(chǔ)上的延伸和嫁接，因此我國的生物質(zhì)氣化技術(shù)發(fā)展應(yīng)在吸收國外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國資源情況、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和社會發(fā)展的需要，創(chuàng)造出適合我國國情的生物質(zhì)氣化新技術(shù)。 第 節(jié) 制約生 物質(zhì)氣化技術(shù)快速發(fā)展的主要問題 一、存在的主要問題： （ 1）焦油問題 焦油問題是影響氣化氣使用的最大障礙，除了氣化供熱，氣體燃料直接用于燃燒以外，無論是用于發(fā)電或供氣，都有焦油問題。焦油會堵塞管路，污染氣缸， 堵塞火花塞或燃?xì)饪祝拱l(fā)電與供氣無法正常運(yùn)行，還會引起二次污染。因此，焦油問題是氣化發(fā)電技術(shù)的關(guān)鍵之一。解決焦油問題最徹底的方法就是把焦油裂解為永久性氣體。目前雖有焦油熱裂解與催化裂解的試驗(yàn)，但距實(shí)用仍存在一段距離，因此目前要解決焦油問題還應(yīng)加大力度研究焦油裂解的經(jīng)濟(jì)實(shí)用方法。 （ 2）二次污染問題 為了處理生物質(zhì)氣化中產(chǎn)生的焦油和對氣體進(jìn)行除塵，氣化裝置、凈化裝置需用大量的水作為除塵、除焦介質(zhì)。除塵、除焦后的水含有焦油和灰分等有害物質(zhì)，在排放前需進(jìn)行無害化處理，并盡可能循環(huán)使用，使排放的廢水中有害物質(zhì)高于環(huán)保要求，從而減少由于除焦、除灰?guī)砹硕挝廴尽τ诨椅廴締栴}處理比較簡單，只要提高氣化效率，并對灰進(jìn)行煅燒處理，即可滿足要求。對于廢水問題，就比較難處理，根本方法就是減少焦油的產(chǎn)生因?yàn)槠渲饕獊碓从谒闯褂汀? （ 3）氣體熱值偏低問題 由于生物質(zhì)氣化氣可燃成分少，熱值一般是天燃?xì)鉄嶂档?1 /17~1 /7，熱值偏低。為了滿足熱負(fù)荷的要求，就要消耗大量的氣體，這就使得貯氣柜體積增大，使貯氣柜的投資增加。 （ 4）提高氣化技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益問題 目前已經(jīng)建成運(yùn)行的氣化站，多數(shù)將燃?xì)夤┙o農(nóng)民炊事之用，除極少數(shù)冬季運(yùn)行的氣化站產(chǎn)出氣應(yīng)用于采暖外，其它的應(yīng)用形式很少，這樣就影響了氣化氣的運(yùn)行效果，氣化機(jī)組閑置時(shí)間較長 (一般只運(yùn)行 2～ 3h / d)，售出氣量少，影響了氣化站的經(jīng)濟(jì)效益， 同時(shí)在一定程度上也影響了氣化站建設(shè)單位或個(gè)人的積極性。 二、建議： （ 1） 在目前發(fā)展階段，需要國家的政策扶持和財(cái)力支撐。制定相關(guān)政策，鼓勵(lì) 和支持，企業(yè)投資生物質(zhì)能源開發(fā)項(xiàng)目。 （ 2）在生物質(zhì)的應(yīng)用技術(shù)發(fā)展方向上，應(yīng)結(jié)合我國分散的能源系統(tǒng)，以滿足農(nóng)村、鄉(xiāng)、鎮(zhèn)不斷增長的能量需求，重點(diǎn)解決居民生活用能，減少對化石能源尤其是煤炭的使用。在經(jīng)濟(jì)條件較發(fā)達(dá)的鄉(xiāng)村地區(qū)，大力推廣木煤氣氣化系統(tǒng)。在城市推廣顆粒成型燃料及專用取暖爐，取代煤爐取暖和小型鍋爐。 （ 3）加強(qiáng)生物質(zhì)的國際間交流，引進(jìn)國外先進(jìn)的生物質(zhì)應(yīng)用技術(shù)及設(shè)備，加快我國生物質(zhì)開發(fā)應(yīng)用的步伐，建立符合中國國情的生物質(zhì)能開發(fā)利用結(jié)構(gòu)體系。 第 節(jié) 生物質(zhì)氣化技術(shù)展望 顯著的技術(shù)優(yōu)勢和良好的經(jīng)濟(jì) 性構(gòu)成了生物質(zhì)氣化技術(shù)裝備進(jìn)入市場的基本動(dòng)力?？?以預(yù)見，隨著農(nóng)村整體經(jīng)濟(jì)實(shí)力增強(qiáng)，對高效能的潔凈氣化能源的需求增大，生物質(zhì)能必將與太陽能、風(fēng)能、地?zé)?、沼氣等一起被列為農(nóng)村能源開發(fā)與利用的重點(diǎn)，而且其市場覆蓋面會越來越廣闊。同時(shí)，生物質(zhì)氣化技術(shù)具有原料可再生及對環(huán)境友好的特點(diǎn)，因而受到關(guān)注程度越來越高，并在過去幾十年里取得了重要進(jìn)展，尤其是近 20 年我國在生物質(zhì)氣化發(fā)電研究方面已經(jīng)取得了相當(dāng)?shù)某删?，目前正是該技術(shù)步入商業(yè)化運(yùn)用的關(guān)鍵階段。 我國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，有著豐富的生物質(zhì)資源，大力發(fā)展生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)對 于解決當(dāng)前電力供應(yīng)不足，增加農(nóng)民收入以及減少環(huán)境污染等方面具有十分重要的意義，生物質(zhì)氣化技術(shù)也為能源的可持續(xù)發(fā)展指明了道路。同時(shí)，發(fā)展生物質(zhì)氣化技術(shù)最終可實(shí)現(xiàn)以科技創(chuàng)新推動(dòng)農(nóng)村環(huán)境保護(hù)，建立農(nóng)業(yè)生物質(zhì)綜合利用技術(shù)為主體的農(nóng)村環(huán)保科技支撐體系，為加快社會主義新農(nóng)村建設(shè)步伐，加快改善我國農(nóng)民生產(chǎn)與生活環(huán)境的進(jìn)程提供技術(shù)保障。 參考文獻(xiàn) [1] 馬隆龍，吳創(chuàng)之，孫立 .生物質(zhì)氣化技術(shù)及其應(yīng)用 [M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2020. 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