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燃煤耦合生物质发电工艺技术方案
一、气化技术简介
1.1生物质气化原理
生物质气化是把生物质转化为可燃气的技术。生物质
气化一般经历如下几个阶段:
(1)干燥过程:生物质原料加入反应器后,首先被
加热,析出生物质所含的水份。
(2)热解过程:当温度上升到200~250℃,生物
质组分开始发生热分解,大分子的碳氢化合物的化合链被
打破,析出生物质的挥发份。留下残碳和灰份构成进一步
反应的床层。热解过程是一个非常复杂的物理化学过程,
随加热速率、温度和热解气氛的不同,热解产物的差别很
大。
(3)燃烧过程:在有氧气(空气)参与的气化过程
中,氧气与热解生成的挥发份和残碳发生燃烧反应,释放
出热量来维持热解过程和还原反应所需热量。
(4)还原反应:还原反应主要发生在燃烧后的水蒸
汽和二氧化碳与碳之间,通过还原反应,碳进一步转化为
一氧化碳和甲烷等可燃气体。
1.2生物质气化工艺分类
生物质气化工艺根据气化介质不同,可分为:
(1)空气气化:以空气作为气化介质的气化过程。
空气中的氧气与生物质中的可燃组分通过氧化反应,放出
热量,为气化反应的其他过程如热分解与还原反应提供所
需的热量,整个气化过程是一个自供热系统。空气气化是
所有气化过程中最简单、最经济也最容易实现的形式。
(2)氧气气化:是指以纯氧作为气化介质的气化过
程。其原理与空气气化相同,由于没有惰性气体N,在
2
与空气气化相同的当量比下,气化反应温度提高,反应速
率加快,反应容积减小,热效率提高,气体热值提高一倍
以上。缺点是需要一套昂贵的制氧设备。
(3)空气—水蒸汽气化:是以空气和水蒸汽同时作
为气化介质的气化过程。气化所需的一部分氧气可由水蒸
汽提供,减少了空气的消耗量,并生成了更多的H及碳
2
氢化合物。
1.3生物质气化炉
气化炉是生物质气化工艺中最核心的设备,气化反应
器可分为:固定床气化炉、流化床气化炉(包括鼓泡流化
床和循环流化床气化炉)、气流床气化炉。流化床因其是
一种气固两相接触充分,有温度均匀,传热传质强烈,易
于放大等特性,因此在燃烧、气化、催化裂解等多种工业
过程中得到了广泛的应用。目前世界上比较大型的生物质
气化反应装置基本都采用流化床或循环流化床作为反应炉。
二、气化技术路线介绍
2.1气化工艺技术路线
采用生物质高速循环流化床气化装置技术,其路线如
下:破碎好的生物质原料在高速循环流化床气化装置中完
成高效气化,产生燃气经过除尘后以热燃气的方式直接送
入大型电站锅炉燃烧,利用燃煤发电厂发电系统实现高效发
电。气化工艺包括生物质储存与上料系统、生物质高速循
环流化床气化炉系统、热燃气输送系统、燃气入炉再燃系
统、气力输灰系统和自动控制系统等。
生物质上料系统
存储在料棚中的生物质物料经装载车运送至电振动筛
网落入地下料仓,经分配螺旋给料机转送到带式输送机上
送至炉前料仓,在仓壁振动器和拨料器的作用下落入变频
绞龙经星型给料器和高速绞龙,最终进入气化炉炉膛完成
高效气化。
生物质气化系统
鼓风机吸入的空气送入炉膛,与生物质高效气化经分
离器分离和除尘器除尘后送入燃气——导热油——凝结
水换热器冷却至约400℃,冷却后的高温烟气经高温燃气
引风机送至发电机组锅炉燃烧。正常运行时,符合发电锅
炉的安全保护要求。
气力输灰系统
在气化炉除尘旋风分离器下部的中间灰仓下部设置仓
泵将灰直接输送到灰库后再用汽车运至相关综合利用场所,
异常状态时部分剩余灰送到煤渣场暂存。
气化工艺系统流程简图如图所示:
气化工艺技术路线简图
技术路线的特点及优势
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