生物质燃烧机为您讲解生物质能源的技术发展之固体生物质燃料

2012-08-27 13:32:17 lanitel

生物质燃烧机为您讲解生物质能源的技术发展之固体生物质燃料

生物质动力技能就是把生物质转化为动力并加以运用的技能,依照生物质的特色及转化办法可分为固体燃料出产技能、液体燃料出产技能、气体燃料出产技能。固体生物燃料技能包罗生物质成型技能、生物质直接焚烧技能和生物质与煤混烧技能,是广泛运用且十分老练的技能,生物质常温成型技能代表着固体生物质燃料的展开趋势;生物液体燃料可以代替石油作为运送燃料,不只能处置动力安全问题,还有利于削减温室气体排放,还可以作为根本有机化工质料,代表着生物动力的展开方向,液体生物燃料包罗燃料乙醇、生物柴油、生物质经气化或液化进程再竟化学组成得到的生物燃油BtL(Biomass to Liquid Fuel);气体生物燃料包罗沼气、生物质气化、生物质制氢等技能,工业化出产沼气以及沼气净化后作为运送燃料GtL(Gas to Liquid Fuel)是近期内展开气体生物燃料的实际可行技能。 

  1、固体生物质燃料

  生物质成型燃料焚烧是把生物质固化成型后选用略加改善后的传统燃煤设备燃用,该技能将低品尝的生物质转化为高品尝的易储存、易运送、能量密度高的生物质颗粒(pellets)状或状(briquettes)燃料,热运用功率明显进步,能效可达45%(如瑞典的Kcraft热电工厂),超越普通煤的能效。欧洲在生物质成型燃料方面起步较早,900万生齿的瑞典年颗粒燃料运用量为120万吨,瑞典20%会集供热是生物质颗粒燃料完结的;600万生齿的丹麦年消耗成型燃料70万吨。瑞典还开发了生物质与固体废物共成型焚烧技能,处置了废物焚烧有害气体二恶英(dioxin)超支问题。

    直接焚烧作为动力转化办法是一项传统的技能,具有低本钱、低危险等优越性,但功率相对较低,还会因焚烧不充分而污染环境。锅炉焚烧选用现代化的锅炉技能,适用于大规划运用生物质;废物焚烧也选用锅炉焚烧技能,但由于废物的品尝低及腐蚀性强等缘由,对技能水平和出资的恳求高于锅炉焚烧。颠末技能改善,生物质直接焚烧的能效已明显进步,直接焚烧的能效已达30%(如丹麦的Energy 2秸杆发电厂,瑞典的Umea Energy废物热电厂)。美国生物质直接焚烧发电约占可再生动力发电量的70%,2004年美国生物质发电装机容量为9799MW,发电370亿Kwh。

   1)生物质固体燃料出产技能

    当前国内外遍及运用的生物质成型工艺流程如图1-1所示。紧缩技能首要包罗螺旋揉捏式成型技能、活塞冲压成型技能和压辊式成型技能,其间前两种技能展开较快,技能比拟老练,运用较广。但普通的成型技能需求将生物质加热到80°C以上才干使其成型,所以能耗较高,增加了生物制成型燃料的本钱。

    现有的生物质成型技能必须在加热条件下进行,常温成型技能则打破了这一传统概念。当前,中国(清华大学)和意大利(比萨大学)两国别离开宣告世物质常温(<40°C)成型技能,使生物质成型燃料的本钱明显下降,为生物质成型燃料的广泛运用奠定了根底。生物质资料的力传导性极差,但颠末缩短力传导间隔,给其一个剪切力,可使被木质素包裹的纤维素分子团错位、变形、延展,在较小的压力下,可使其相邻相嵌、重新组合而成型。运用这一理论制作的机械设备,可以完结天然含水率生物质不必任何增加剂、粘结剂的常温紧缩成型。常温成型技能为生物质低本钱地高效运用打开了便利之门,不只可以出产高效固体卫生燃料,并且进步了生物质的能量密度,便利运送,可以作为液体燃料和生物化工产品的出产质料。成型燃料还处置了直接焚烧能效低的问题,使颗粒燃料可以在千家万户作为伙食、取暖燃料,而以往的生物质直燃技能只适用于大型锅炉体系,小型直燃体系能效仅为10-15%,且因焚烧不完全形成环境污染。可是,在质料脱水预处置、进步单机出产能力方面尚需做很多的任务。

瑞典的Stockholm Energy公司1970年代末首要将3座100MW燃油锅炉改为运用生物质颗粒燃料;Kraft热电工厂在世界上首要开发热、电、颗粒燃料联产技能并投入商业化出产,能效高达86%。瑞典的生物质成型燃料已广泛运用于供热和工业锅炉,其间会集供热的20%是由颗粒燃料供应。瑞典的人均燃料占有量为130kg,居世界第一位。

    2)生物质直接焚烧技能

    生物质水分较高(有的高达60%左右),热值较低,焚烧进程还要思索结渣和腐蚀问题。芬兰从1970年就开端开发流化床锅炉技能,如今这项技能曾经老练,并成为生物质焚烧供热发电工艺的根本技能。这种技能大规划条件下功率较高,单位出资也较合理。但它恳求生物质会集,数量宏大。若是思索生物质大规划搜集或运送,本钱也较高,适于现代化大农场或大型加工厂的废物处置,对生物质较涣散的展开中国家可以不合适。
普通生物质直接焚烧发电的进程包罗:生物质与过量空气在锅炉中焚烧,发作的热烟气和锅炉的热交换部件换热,发作出的高温高压蒸汽在蒸汽轮机中胀大做功宣告电能依据异样的技能道路,分为气轮机、蒸气机和斯特林发动机等。意大利开发了合适村镇运用的小型生物质发电(Village power plant)技能,焚烧秸杆或木屑生热,锅炉中的介质是油而不是普通的水,再颠末油加热有机硅油发作蒸汽驱动透平机发电,该体系热能运用率比普通体系高5%以上,已在德国运用。

    3)生物质与煤混烧技能

    现有电厂运用木材或农作物的残余物与煤的混合焚烧是比拟实际的技能,除了可以进步农林废物运用率外,还可以下降燃煤电厂NOx的排放。从20世纪90年代起,丹麦、奥地利等欧洲国家开端对生物质能发电技能进行开发和研讨。颠末多年的尽力,已研制出用于木屑、秸秆、谷壳等发电的锅炉。在美国,有300多家发电厂选用生物质能与煤炭混合焚烧技能,装机容量达6000MW。国内已有多家锅炉厂家出发作物质和煤混烧的链条炉和流化床炉,别离在东南亚国家和我国广东等省运转。

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