生物质气化技术面临的挑战及技术选择.PDFVIP

生物质气化技术面临的挑战及技术选择 链接：/tech/81708.html 来源：中国新能源网 生物质气化技术面临的挑战及技术选择 1，2 2 田原宇 ，乔英云 学)，山东青岛266590) 摘要:生物质气化可实现低品位生物质能的深层次利用，不同地区、不同行业有不同的能源需求和产业结构，应合 理选择生物质气化技术。固定床气化技术针对的是中小规模应用，该技术存在的问题包括焦油含量高、规模小、机械 化和自动化程度较低、发电效率低等。流化床气化技术针对的是中等及以上规模应用，目前需要解决的问题是热效率 低，发电效率低，需要开发高气化效率和无焦油的燃气型气化炉、低热值燃气轮机、高效燃气净化系统，以便采用BI GCC技术。沼气技术是一项生物质综合高效清洁利用的多联产工艺，目前急需开发高效高浓度厌氧消化的沼气发酵 工艺和配套的集成设备，培育和筛选高效沼气发酵微生物菌群，简化沼气净化工序，解决沼液、沼渣的利用难题等。 生物质快速热解技术是一种高温处理过程，其最大的优点是产物生物油易于储存运输，不存在产品规模和消费的地域 限制问题。从工艺特点、经济效益和规模化生产来看，沼气技术更适合处理高含水的养殖业粪便，快速热解技术更适 合农作物秸秆的规模化转化，燃气型气化技术更适合社区生活垃圾和农林产品加工废弃物的处理。 1前言 生物质分布广泛、数量巨大，是重要的可再生能源，在世界能源安全和碳减排中都将起到至关重要的作用。相对于 其他含碳能源，生物质存在能量密度低、分布分散度高、收集运输困难以及难以大规模集中处理等不足。由于完全照 搬石油炼制、煤化工和天然气利用的技术思路进行生物质能的利用和转化，造成现有大多数装置效率低、效益低，并 存在二次污染，相关企业规模小、效益差，甚至必须依靠政策补贴才能生存。如何高效合理利用和转化生物质能，使 其可与其他能源相竞争，成为国内外生物质能研究者和生产者面临的挑战。 气化技术是生物质能高效利用的主要方式之一，但由于难以像煤、石油和天然气化工那样容易实现大规模化，所以 气化气只能用作能源，不宜作为C 1 化工的合成原料。气化使低能量密度的生物质从固态转化为可燃气体，相对直接燃烧具有燃烧稳定、热效率高、污染 低等优点，尤其是PM2.5指数低。按照气化转化率可分为部分气化和完全气化，部分气化包括沼气发酵技术、热化学 热解技术、高压液化(直接液化)技术；完全气化包括热化学气化技术，即通常所说的生物质气化。以气化方式实现低 品位生物质能的深层次利用，减少矿物燃料消耗量，对提高农村生活水平、改善生态环境、保障国家能源安全等具有 重要意义。 2生物质完全气化技术面临的挑战 生物质热化学气化技术是以生物质为原料，以氧气(空气、富氧性气体或纯氧等)、水蒸气或氢气等为气化剂，在高 温条件下通过热化学反应将生物质转化为可燃气体的过程。目前根据气化炉的不同，主要有固定床气化技术和流化床 气化技术。气化技术可将低品位的固体生物质完全转化为高品位的可燃气体，从而广泛应用于工农业生产的各个领域 ，如目前的集中供气、供热和发电，以及研究中的费托合成甲醇和乙醇等第二代生物燃料。 2.1固定床气化技术 固定床气化是目前世界上应用最广、成熟度最高的生物质利用技术。作为固定床气化的核心——气化炉，其优点是 装置结构简单、坚固耐用、运行方便可靠、操作和投资费用低；缺点是内部过程难以控制，易产生焦油和架桥，生产 强度小。 固定床气化炉的结构主要有上吸式、下吸式和横吸式等。上吸式固定床气化炉主要有中科院广州能源所的GSQ型气 化炉、中国农业机械化科学研究院的ND型气化炉、江苏省粮食局的稻壳气化炉等，另外华中科技大学、大连科技大 学、印度马杜赖卡马拉大学、奥地利维也纳工业大学也对此进行了研究和实践。下吸式固定床气化炉主要是山东能源 研究所的XFL系列秸秆气化炉，华南理工大学、马来西亚科技大学、印度贝拉理工和科学学院也对下吸式固定床气化 炉进行了研究和实践。 目前固定床气化技术针对的是中小规模应用，急需解决的问题包括： 生物质气化技术面临的挑战及技术选择 链接：/tech/81708.html 来