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改变生物质气化条件气化城市垃圾 聂国印1聂旭春 2 （1、内蒙古自治区煤田地质局，内蒙呼和浩特，2、广州大学化学工程学院） 摘要：生物质气化实质上是可行的，但由于生物质的分散性、能量密度低、气化方法和条件选择不对，一直未能形成商业化。通过引进煤炭气化经验，在进行严格的垃圾分类条件下，干垃圾干燥粉碎，使用干法进料的SheII（壳牌）或GSP炉粉料气化，湿垃圾制浆，采用多喷嘴对置式气化炉气化。 关键词：生物质；气化；条件；垃圾；干垃圾；湿垃圾；研究。 1.中国生物质气化研究现状 美国、欧洲等发达国家农业生产以农场为主，生物质资源集中，生物质气化一般规模较大，以发电和供热为主，自动化程度高，工艺较复杂，主要有生物质气化燃气蒸汽联合循环发电（IGCC）、热电联产(CHP)等。而中国主要以家庭为单位进行农业生产，生物质收集相对比较困难，目前生物质气化应用最广泛的领域是集中供气及中小型气化发电，也有利于工业锅炉供热。农村集中供气工程解决了农作物秸秆的焚烧和炊事用能问题，而生物质气化发电主要针对具有大量生物质废弃物的木材加工厂，碾米厂等工业企业。目前，生物质气化的主要功能定位是节能和环保，针对的客户对象集中在需处理生物质废弃物的企业和团体，优势在于规模灵活，投资较低。中科院广州能源所在循环流化床气化发电方面进行了深入的研究，建立了几十处示范工程；山东大学在下吸式固定床气化集中供气、供热、发电系统上进行的研究，已在全国建立示范工程200余处；浙江大学、华中科技大学、山东省能源所等单位也对生物质气化技术进行了各自的研究工作。但由于气化过程中焦油是不可避免的副产物对整个气化系统的正常运行带来了很大麻烦，液态焦油易与灰分、水粘结堵塞管道；对金属材质的气化设备和PE塑料管道具有较强的腐蚀作用；焦油对环境造成二次污染等问题难于解决；造成目前生物质气化没能实现商业化。 中国对各种气化方式都有研究，已完成了多种气化炉的研制，目前已使用的气化炉有上吸式、下吸式、敞口式和流化床等。从原理上讲，各种气化炉都可以用于气化发电，但目前研究完成并正常运转的主要有三种，即敞口下吸式，下吸式及循环流化床，发电功率可以从几千瓦到几千千瓦，这为气化发电技术的进一步发展提供了条件。近40年来，在国家的支持下，中国在研究与开发、消化引进技术方面进行了大量工作。我国先后从国外引进的煤气化技术多种多样。通过对煤气化引进技术的消化吸收，尤其是通过国家重点科技攻关，对引进装置进行技术改造并使之国产化，使我国煤气化技术的研究开发取得了重要进展。在兖矿鲁南化肥厂建设多喷嘴对置式水煤浆气化炉及配套工程，于2005年7月21日一次投料成功，并完成80小时连续、稳定运行。装置初步运行结果表明：有效气CO+H2超过82%，碳转化率高于98%。它标志着我国拥有了具备自主知识产权的、与国家能源结构相适应的煤气化技术具有重大的突破，其水平填补了国内空白，并达到国际先进水平。多喷嘴对置式水煤浆气化炉有效气CO+H2超过82%H2O＋nO2＝(y/2＋m)H2＋xCO；其次是反应压力，可以参考煤炭气化的4-6.5MPa；根据不同的碳氢化合物（CxHyOz）的碳、氢、氧的元素比例，选择试验不同的像氧煤比（nO2）、蒸汽／煤比（mH2O），使总体反应向有效气CO+H2CO混合气体，然后合成甲烷或制氢气及碳纳米管。湿垃圾的成分由泔水、废弃蔬菜、瓜果、肉类、秸秆等组成，湿垃圾制浆，湿垃圾含有10%左右的油脂，油脂不能均匀溶于浆体，入炉前需要均匀搅拌，采用多喷嘴对置式气化炉气化，经由粗合成气变换、酸性气脱除装置得到H2和CO混合气体，然后合成甲烷或制氢气及碳纳米管。［3］每一批次的垃圾成分都有不确定性，根据不同批次的碳氢化合物（CxHyOz）的碳、氢、氧的元素比例，选择不同的像氧煤比（nO2）、蒸汽／煤比（mH2O），使总体反应向有效气CO+H2nieguoyin105@。 2