生物質氣化技術及其研究進展

2020年06月30日

 摘要 生物質能源是一種理想的可再生能源,由于其在燃燒過程中對大氣的二氧化碳凈排放量近似于零,可有效地減少溫室效應,因而越來越受到世界各國的關注。對生物質能的概念及其轉化方式進行了簡單介紹,著重介紹了生物質氣化技術在國內外的發展現狀,提出了我國在生物質氣化領域的重點研究方向。

  1前言

  生物質能源是一種理想的可再生能源。具有以下特點:(1)可再生性;(2)低污染性(生物質硫含量、氮含量低,燃燒過程中產生的SO2、NO2較低,生物質作為燃料時,二氧化碳凈排放量近似于零,可有效地減少溫室效應);(3)廣泛的分布性。缺乏煤炭的地域可充分利用生物質能。所以,利用生物質作為替代能源,對改善大氣酸雨環境。減少大氣中二氧化碳含量從而減少“溫室效應”都有極大的好處。生物質能的低硫和CO2的零排放使生物質成為能源生產的研究熱點。

  20世紀70年代,Gahly等首次提出了將氣化技術用于生物質這種含能密度低的燃料。生物質氣化是生物質轉化過程最新的技術之一。生物質原料通常含有70℃~90℃揮發分,這就意味著生物質受熱后,在相對較低的溫度下就有相當量的固態燃料轉化為揮發分物質析出。由于生物質這種獨特的性質,氣化技術非常適用于生物質原料的轉化。不同于完全氧化的燃燒反應,氣化通過兩個連續反應過程將生物質中的碳的內在能量轉化為可燃燒氣體,生成的高品位的燃料氣既可以供生產、生活直接燃用,也可以通過內燃機或燃氣輪機發電,進行熱電聯產聯供,從而實現生物質的高效清潔利用。生物質氣化的一個重要特征是反應溫度低至600~650℃,因此可以消除在生物質燃料燃燒過程中發生灰的結渣、團聚等運行難題。

  生物質氣化采用的技術路線種類繁多,可從不同的角度對其進行分類。根據燃氣生產機理可分為熱解氣化和反應性氣化,其中后者又可根據反應氣氛的不同細分為空氣氣化、水蒸氣氣化、氧氣氣化、氫氣及其這些氣體的混合物的氣化。根據采用的氣化反應器的不同又可分為固定床氣化、流化床氣化和氣流床氣化。另外,還可以根據氣化規模的大小、氣化反應壓力的不同對氣化技術進行分類。在氣化過程中使用不同的氣化劑、采取不同的運行方法以及過程運行條件,可以得到三種不同質量的氣化產品氣。三種類型的氣化產品氣有著不同的熱值(CV):低熱值(LowCV)4~6MJ/Nm3(使用空氣和蒸汽/空氣);中熱值(MediumCV)l2~18MJ/Nm3(使用氧氣和蒸汽);高熱值(HighCV)40MJ/Nm3(使用氫氣或者是氫化)。

  2生物質氣化反應爐

  生物質氣化按照使用的氣化器類型不同分為固定床氣化和流化床氣化兩種。氣流床氣化對于入爐顆粒粒度要求細(一般要求小于0.4mm),對于生物質而言,要滿足氣流床的氣化的粒度要求還有許多技術及經濟難題需要解決。

  2.1生物質固定床氣化爐

  固定床是一種傳統的氣化反應器,其運行溫度一般在1000C左右。固定床氣化爐分為逆流式(Counter~current)、并流式(Concurrent)。如圖1、2所示。逆流式氣化爐是指氣化原料與氣化介質在床中的流動方向相反。而并流式氣化爐是指氣化原料與氣化介質在床中的流動方向相同這兩種氣化爐按照氣化介質的流動方向不同又分別稱為上氣式、下氣式氣化爐。下面對上氣式固定床生物質氣化爐的運行工藝作簡單介紹。

  在上氣式固定床氣化爐中,生物質原料從氣化爐的上部的加料裝置送入爐內,整個料層由爐膛下部的爐柵支撐。氣化劑從爐底下部的送風口進入爐內,由爐柵縫隙均勻分布并滲入料層底部區域的灰渣層,氣化劑和灰渣進行熱交換,氣化劑被預熱,灰渣被冷卻。氣化劑隨后上升至燃燒層,在燃燒層氣化劑和原料中的碳發生氧化反應,放出大量的熱量。可使爐內溫度達到1000℃,這一部分熱量可維持氣化爐內的氣化反應所需熱量。氣流接著上升到還原層,在燃燒層生成的CO2還原成CO;氣化劑中的水蒸氣分解,生成H2和CO2這些氣體與氣化劑中未反應部分一起繼續上升,加熱上部的原料層,使原料層發生熱解,脫除揮發分,生成的焦炭落人還原層。生成的氣體繼續上升,將剛入爐的原料預熱、干燥后,進入氣化爐上部,經氣化爐氣體出口引出。

  2.2流化床生物質氣化爐

  流化床燃燒是一種先進的燃燒技術,應用于生物質燃燒上已獲得了成功,但是用于生物質氣化仍是一個新課題。與固定床相比。流化床沒有爐柵,一個簡單的流化床由燃燒室、布風板組成,氣化劑通過布風板進人流化床反應器中。按氣固流動特性不同,將流化床分為鼓泡流化床和循環流化床,如圖3所示。鼓泡流化床氣化爐中氣流速度相對較低,幾乎沒有固體顆粒從流化床中逸出。而循環流化床氣化爐中流化速度相對較高,從流化床中攜帶出的顆粒在通過旋風分離器收集后重新送人爐內進行氣化反應。流化床氣化爐有良好的混合特性和較高的氣固反應速率。

 

  在生物質氣化過程中,流化床首先通過外加熱到運行溫度,床料吸收并貯存熱量。鼓人氣化爐的適量空氣經布風板均勻分布后將床料流化,床料的湍流流動和混合使整個床保持一個恒定的溫度當合適粒度的生物質燃料經供料裝置加入到流化床中時,與高溫床料迅速混合,在布風板以上的一定空間內激烈翻滾,在常壓條件下迅速完成干燥、熱解、燃燒及氣化反應過程,使之在等溫條件下實現能量轉化,從而生產出需要的燃氣。床料本身的較高的熱容量像一個熱量詞速器,可使生物質氣化爐在停爐一整夜后無需外在熱量情況下重新開車。由于床料熱容大,即使水分含量較高的燃料也可直接氣化。通過控制運行參數可使流化床床溫保持在結渣溫度以下,床層只要保持均勻流化就可使床層保持等溫,這樣可避免局部燃燒高溫。流化床氣化爐氣化強度高,人爐的燃料量及風量可嚴格控制,非常適合于大型的工業供氣系統,且燃氣的熱值可在一定的范圍內任意調整。因此,流化床反應器是生物質氣化轉化的一種較佳選擇,特別是對于灰熔點較低的生物質。

  2.3固定床氣化爐與流化床氣化爐性能比較

  固定床氣化爐與流化床氣化爐有著各自的優缺點和一定的適用范圍。例如,逆流式固定床氣化反應器結構簡單、操作便利,運行模式靈活,但是只能適用于中小規模生產;而流化床氣化反應器雖然適合于工業化、大型化.但設備復雜、投資大,而且需要一個相對穩定的對產品氣的市場需求。下面主要從工業技術及運行情況、使用的原料、能量利用和轉換、環境效益和經濟性五個方面對流化床和固定床氣化爐進行比較。

  2.3.1工業技術及運行情況

  從目前情況來看,固定床和流化床氣化爐的設計運行時間一般都小于5000h。前者結構簡單,堅固耐用;后者比較而言.結構較復雜,安裝后不易移動,但占地較小,容量一般較固定床的容量大。啟動時,固定床加熱比較緩慢,需較長時間達到反應溫度;流化床加熱迅速。可頻繁起停。

  運行過程中,固定床床內溫度不均勻,固體在床內停留時間過長,而氣體停留時間較短,壓力降較低;流化床床溫均勻,氣固接觸混合良好,氣固停留時間都較短,床內壓力降較高。固定床的運行負荷可以在設計負荷的20%~110%之間變動,而流化床由于受氣流速度必須滿足流化條件所限,只能在設計負荷的5O%~120%之間變化。

  2.3.2使用的原料

  流化床對原料的要求較固定床低。固定床必須使用特定種類、形狀和尺寸盡可能一致的原料;流化床使用的原料不限定種類,進料形狀不限,顆粒尺寸可不一致。前者顆粒尺寸較大(>100mm),后者顆粒尺寸較小(>50ram)。

  固定床氣化的主要產物是低熱值煤氣,含有少量焦油、油脂、苯、氮等物質,需經過分離、凈化處理。流化床產生的氣體中焦油和氮的含量較低,氣體成分熱值穩定,出爐燃氣中固體顆粒較固定床多,燃氣出爐溫度和床溫基本一致。

  2.3.3能量利用和轉換

  固定床中由于床內溫度不均勻,導致熱交換效果較流化床差,但由于固體在床中停留時間長,故碳轉換效率高,一般達90%~99%。流化床由于出爐燃氣中固體顆粒較多,造成不完全燃燒損失,碳轉換效率一般只有90%。兩者都具有較高熱效率。

  2.3.4環境效益

  固定床燃氣飛灰含量低,而流化床燃氣飛灰含量高。其原因是固定床中溫度可高于灰熔點,從而使灰熔化成液態,從爐底排出;而流化床中溫度低于灰熔點(否則熔成結渣,無法正常運行),飛灰被出氣帶出一部分。所以流化床對環境影響比固定床大,在實際設計中必須對燃氣進行除塵凈化處理。

  2.3.5經濟性

  在設計制造方面。由于流化床的結構較固定床復雜.故投資多于后者。但在運行方面,固定床對原料要求較高,流化床對原料要求不高,故固定床運行投資高于流化床。固定床氣化爐內溫度分布較寬,這可能產生床內局部高溫而使灰熔聚,并存在比容量低、啟動時間長以及大型化較困難等問題;流化床具有氣化強度大、綜合經濟性好的特點。綜合考慮設計和運行過程,流化床比固定床具有更大的經濟性,應該成為我國今后生物質氣化研究的主要方向。

  3生物質氣化發電技術應用及國內外發展現狀

  3.1生物質氣化發電技術在國外的發展及現狀

  生物質氣化及發電技術在發達國家已受到廣泛重視,如奧地利、丹麥、芬蘭、法國、挪威、瑞典和美國等國家生物質能在總能源消耗中所占的比例增加相當迅速。奧地利成功地推行了建立燃燒木材剩余物的區域供電站的計劃,生物質能在總能耗中的比例由原來大約2%~3%增到目前的25%。到目前為止,該國已擁有裝機容量為1~2MWe的區域供熱站80~90座。瑞典和丹麥正在實施利用生物質進行熱電聯產的計劃,使生物質能在轉換為高品位電能的同時滿足供熱的需求,以大大提高其轉換效率。一些發展中國家,隨著經濟發展也逐步重視生物質的開發利用,增加生物質能的生產,擴大其應用范圍,提高其利用效率。菲律賓、馬來西亞以及非洲的一些國家,都先后開展了生物質能的氣化、成型固化、熱解等技術的研究開發,并形成了工業化生產。

  生物質氣化的發電技術主要有以下三種方法:帶有氣體透平的生物質加壓氣化、帶有透平或者是引擎的常壓生物質氣化、帶有Rankine循環的傳統生物質燃燒系統。傳統的BIGCC技術包括生物質氣化、氣體凈化、燃氣輪機發電及蒸汽輪機發電。由于生物質燃氣熱值低(約5021kJ/m3),爐子出口氣體溫度較高(800℃以上),要使BIGCC具有較高的效率,必須具備兩個條件.一是燃氣進入燃氣輪機之前不能降溫,二是燃氣必須是高壓的。這就要求系統必須采用生物質高壓氣化和燃氣高溫凈化兩種技術才能使BIGCC的總體效率較高(40%)目前歐美一些國家正開展這方面研究,如美國Battelle(63MWe)和夏威夷(6MWe)項目.歐洲英國(8MWe)、瑞典(加壓生物質氣化發電4MWe)、芬蘭(6Mwe)以及歐盟建設3個7~12Mwe生物質氣化發電BIGCC示范項目,其中一個是加壓氣化,兩個是常壓氣化。但由于焦油處理技術與燃氣輪機改造技術難度大.存在的許多問題(如系統未成熟,造價很高)限制了其應用推廣。以意大利12Mwe的BIGcC示范項目為例,發電效率約為31.7%但建設成本高達25000元/kW,發電成本約1.2元/(kW·h).實用性很差。近利用了生物質原料固有的高反應特性。生物質的氣化強度超過l46000kg/(h·m).而其他氣化系統的氣化強度通常小于1000kg/(h·1TI)。Battelle氣化工藝的商業規模示范建在弗蒙特州的柏林頓McNeil電站,該項目的一期工程.用Battelle技術建造日產200t燃料氣的氣化爐,在初始階段生產的燃料氣用于現有的Mc—Neil電站鍋爐。二期工程安裝一臺燃氣輪機來接受從氣化爐來的高溫燃氣,組成聯合循環。該氣化設備于1998年完成安裝并投入運行。

  大型生物質氣化循環發電系統包括原料預處理、循環流化床氣化、催化裂解凈化、燃氣輪機發電、蒸汽輪機發電等設備,適合于大規模處理農林廢物。

  除了將生物質氣化用于發電之外,歐共體進而開展了生物質氣化合成甲醇、氨的研究工作。1998年,歐共體建立了四個規模在4.8~12.1t/d之間不等的生年歐美開展了其它技術路線的研究,如比利時(2.5MWe)和奧地利(TINA,6MWe)開展的生物質氣化與外燃式燃氣輪機發電技術,美國的史特林循環發電等,但技術仍未成熟,成本較高。

  美國在利用生物質能發電方面處于世界領先地位美國建立的Battelle生物質氣化發電示范工程代表生物質能利用的世界先進水平,生產一種中熱值氣體,不需要制氧裝置,此工藝使用兩個實際上分開的反應器:(1)氣化反應器,在其中生物質轉化成中熱值氣體和殘炭;(2)燃燒反應器,燃燒殘炭并為氣化反應供熱。兩個反應器之間的熱交換載體由氣化爐和燃燒室之間的循環沙粒完成。圖4的工藝流程圖表明了兩個反應器以及它們在整個氣化工藝中的配合情況。

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  這種Battelle工藝與傳統的氣化工藝不同,它充分物質氣化合成甲醇的示范工廠。其生物質氣化裝置均為流化床氣化爐,使用氧氣或者水蒸氣作氣化劑,產出中熱值燃氣。在濾出焦油和雜質,脫除c02、N2、cH.以及其他碳氫化合物之后,在一定壓力下,使CO和H20反應生成H2,再將c0和H2以1:2的比例混合導人合成塔,加入催化劑,合成甲醇德國已廣泛使用含1%~3%甲醇的混合汽油,內燃機結構無須進行較大改動,其輸出功率近似于燃用純汽油的內燃機的輸出功率。目前,生物質氣化合成甲醇的技術已經成熟,只是其產品的經濟性還不能與石油、煤化工相競爭芬蘭的一家化肥廠在世界上首次采用生物質氣化燃氣合成氨取得成功。干生物質(木屑)氣化產出的氣體經凈化后可得到CO和H2的混合氣,再將此混合氣與N2反應合成氨。

  3.2生物質氣化技術在國內的發展與現狀

  我國對生物質氣化技術的深入研究始于上世紀8O年代。經過2O年的努力,我國生物質氣化技術日趨完善。目前已經成功開發出將生物質轉化成可燃氣體的技術,大多采用固定床氣化,如河北的ND系列、山東的XFL系列、廣州的GSQ-110型和云南QL50、60型;建成的多個生物質氣化的供熱、傳熱系統,應用在不同場合取得了一定的社會、環保和經濟效益。

  與發達國家生物質氣化技術相比,國內生物質氣化裝置基本上是以空氣為氣化劑的常壓固定床氣化技術,其技術上的問題主要是:燃氣質量不穩定且燃氣熱值低;CO含量過多,不符合城市居民使用燃氣標準;燃氣凈化及焦油的處理有待于改進,國內已建成的生物質氣化系統,對燃氣的凈化及焦油的處理大多采用水洗物理方法,凈化效率不高,氣體中焦油含量較高,既造成能源浪費,又加快設備損耗;整套裝置尚缺乏長時間的運行試驗,可靠性及使用壽命尚待確定;集中供氣系統質量標準與施工規范尚未形成,難以實現氣化技術的工程化。上述因素制約了生物質氣化技術在我國的商業化推廣。

  早在上世紀6O年代,我國就開始了生物質氣化發電的研究,研制出了樣機并進行了初步推廣,還曾出口到發展中國家,后因經濟條件限制和收益不高等原因停止了這方面的研究工作。近年來,隨著鄉鎮企業的發展和人民生活水平的提高,一些缺電、少電地方迫切需要電能;其次是環境問題,丟棄或焚燒農業廢棄物將造成環境污染,生物質氣化發電可以有效地利用農業廢棄物。所以,以農業廢棄物為原料的生物質氣化發電又逐漸得到人們的重視。

  “九五”期間進行1MWe的生物質氣化發電系統研究,旨在開發適合中國國情的中型生物質氣化發電技術。1MWe的生物質氣化發電系統已于1998年10月建成,采用一爐多機的形式,即5臺200kWe發電機組并聯工作,2000年7月通過中科院鑒定后投入小批量使用。該系統在很多方面比200kWe氣化發電有了改善,但由于受氣化效率與內燃機效率的限制.簡單的氣化一內燃機發電循環系統效率低于18%,單位電量的生物質消耗量一般大于1.2kg(dry)/(kW·h)。以中科院廣州能源所為主承擔的“十五”863項目——4MWe的生物質氣化發電裝置正處于研究開發之中。

  目前,我國的生物質發電技術的最大裝機容量與國外相比,還有很大差距。在現有條件下研究開發與國外相同技術路線的BIGCC系統,存在很大困難。利用現有技術,研究開發經濟上可行、效率較高的系統,是目前發展生物質氣化發電的一個主要課題,也是發展中國家今后能否有效利用生物質的關鍵。

  3.3生物質燃氣的凈化

  3.3.1生物質燃氣中焦油的特性

  在生物質氣化過程中,由于氣化溫度較低,致使氣化過程中產生的氣體的焦油含量大,且其成分非常復雜。可以分析出來的成分有200多種,主要組分不少于2O種,其中組分含量大于5%的有7種:苯、甲苯、二甲苯、萘、苯乙烯、酚和茚。焦油在低于200C的溫度下易凝結成液體。一般而言,溫度升高,焦油可發生高溫裂解生成不可再凝的小分子碳氫化合物。Corella等在研究中發現:燃氣中的焦油含量隨著溫度升高而減少,并認為這主要是由于溫度升高有利于焦油發生以下裂解反應以及水蒸氣轉化反應:

 

  Sesbsdri等在對焦油的裂解研究中也發現:溫度的升高使焦油的裂解轉化率得到了增加,同時改變了焦油裂解產物的組成。他們認為這是由于當溫度升高時,有利于焦油進行縮聚反應,使焦油轉化成焦,在高溫下,焦油成焦是焦油裂解的最主要反應。

  生物質氣化產生的焦油的數量與反應溫度、加熱速率及燃氣在反應器內的停留時間長短有關。實驗研究發現:焦油的產量隨著溫度的增加而達到一個最大值(在500℃左右時,焦油產量最高),之后隨著氣化反應溫度的升高,焦油發生熱裂解,其數量隨之減少。這是由于在較低的溫度下,焦油的析出速率大于焦油的裂解速率,當溫度升高時.焦油的析出速率和裂解速率都有所增加,但對后者的影響程度明顯大于前者,從而出現了上述現象。圖5給出了不同氣化反應溫度下的焦油生成量據測定,焦油占可燃氣能量的5%~l5%在低溫下難以與可燃氣一道被燃燒利用,故大部分焦油的能量被白白浪費。由于焦油在低溫下凝結成液體,容易和水、焦炭顆粒粘合在一起,堵塞輸氣管道、閥門等下游設施.加之其難以完全燃燒,產生的炭黑對內燃機、燃氣輪機等燃氣設備損害相當嚴重,因此在發展用生物質氣化來進行電力和熱能生產過程中,熱燃氣的凈化是最關鍵的步驟之一。在生物質氣化發電系統中,焦油含量在0.02~0.5g/Nm3范圍內是可以接受的。但目前的氣化技術將原始氣中的焦油含量控制在0.5~2g/Nm3以下非常困難。

  3.3.2生物質氣化燃氣中焦油的去除方法

  以目前的焦油去除技術來看,生物質氣化燃氣中焦油的處理方法分為濕法、干法及裂解等三種。濕法就是利用水洗燃氣,使之快速降溫從而達到焦油冷凝并從燃氣中分離的目的水洗除焦法存在能量浪費和二次污染現象,凈化效果只能勉強達到內燃機的要求;干法采用過濾技術凈化燃氣的方法。裂解法分為熱裂解法和催化裂解法兩種。

  (1)濕法去除焦油

  濕法去除焦油是生物質氣化燃氣凈化技術中最為普通的方法。它包括水洗法、水濾法,水洗法又分為噴淋法和吹泡法。

  濕法凈化系統采用多級濕法聯合除焦油。系統成本較低.操作簡單.生物質氣化技術初期的凈化系統一般均采用這種方式。這種方式有以下缺點:含焦油的廢水外排易造成環境污染I大量焦油不能利用.造成能源損失;實際凈化效果并不太好鑒于國情,我國目前的生物質氣化燃氣凈化技術主要是以濕法除焦油為主.國內一些科研單位已研究出符合中國國情的濕法燃氣技術設備。

  (2)干法去除焦油

  干法凈化燃氣是為避免濕法凈化帶來的水污染問題.采用過濾技術凈化燃氣的方法。過濾法除焦油是將吸附性強的材料(如活性炭等)裝在容器中,使可燃氣穿過吸附材料.或者使可燃氣穿過裝有濾紙或陶瓷芯的過濾器,把可燃氣中的焦油過濾出來。可根據生物質燃氣中所含雜質較多的特點,采用多級過濾的凈化方法。但實際過程中.由于其凈化效果不好.焦油沉積嚴重且沾附焦油的濾料難以處理,幾乎沒有作為單獨的凈化裝置使用,多與其他凈化裝置連用。

  (3)裂解法去除焦油

  裂解凈化技術是將生物質的燃氣中焦油利用某種方法使其裂解為可利用的小分子可燃氣體。其方法細分為熱裂解、催化裂解及電裂解。熱裂解法在1100℃以上才能得到較高的轉換效率.在實際應用中實現較困難;若在氣化過程中加入裂解催化劑,即使在750~900℃溫度下,也能將絕大部分焦油裂解成小分子的碳氫化合物。催化裂解法可將焦油轉化為可燃氣,既提高系統能源利用率,又徹底減少二次污染。從20世紀80年代起,生物質氣化過程中加入催化劑而得到無焦油燃氣在國外已引起廣泛關注.并已投入商業運行。

  催化裂解去除焦油是生物質氣化燃氣凈化技術的主要研究方向。使用的裂解催化劑主要為自云石和鎳基催化劑。最先涉足這個領域是Battelle’sPacificNorthwestLab(PNL)的研究者.在20世紀80年代末以前,Mudge、Baker及其合作者開展了廣泛的研究工作。20世紀9O年代,這些研究方興未艾,除了他們之外,在歐洲.至少有兩個國家(芬蘭和西班牙)的研究小組對來自生物質氣化爐的熱氣體催化凈化進行著廣泛而深入的研究。在芬蘭的TechnicalResearchCenter(VTT).P.Simell和他們的同事發表了有關流化床生物質氣化爐的焦油催化裂解的文章。由于所進行的研究得到幾家商業公司的資助,他們這些有價值的工作由于商業保密的原因而未能公示于眾.在發表的文章中略去了有關催化劑一些重要的信息。在西班牙,Corella、Aznar和他們的同事研究置于反應器下游的商業鎳基催化劑的應用。他們建立了一個類似于Battelle’sPacificNorthwestLab(PNL)的中試反應器.在這個中試反應器中,使用蒸汽重整凈化來自生物質流化床氣化爐的熱氣體。他們的研究發現:在生物質燃氣的焦油凈化技術中,焦油裂解催化劑的使用使燃氣產量提高lO%~2O%熱值提高了15%燃氣中H2體積含量增加了4%~7%,而C0、C02和CH4相對變化不大;鎳基催化劑是最有效的焦油裂解催化劑.其催化活性是白云石的10~20倍。但它對燃氣的要求較嚴.若燃氣焦油含量在2g/Nm3以上,則催化劑表面易形成焦炭而失去活性,加之其價格較高.在商業應用中并沒有優勢。自云石資源豐富且便宜,但單獨使用白云石的催化效果并不理想。因此,一些國外研究機構開始研究焦油裂解的兩段催化.最近的研究表明在氣化反應器與鎳基催化裂解床之間加一個白云石灰保護床.可使進入鎳基催化裂解床中的氣體焦油含量降低到2g/Nm3以下。

  近幾年來,國內開始對生物質燃氣中的焦油催化裂解進行研究,但總的來說.我國在生物質能利用的基礎理論和專項技術的試驗研究方面與發達國家的差距仍較大。

  4結論

  本文從以下幾點對生物質氣化技術及其發展現狀進行了綜述。

  (1)生物質氣化技術是一項較新的技術,其技術目前還不太成熟,還有許多方面需要完善。

  (2)對固定床、流化床兩種常用的生物質氣化爐進行了介紹,并對兩種氣化爐的各自特性及其性能進行了分析。認為流化床生物質氣化爐比固定床生物質氣化爐具有更大的經濟性,應該成為我國今后生物質氣化研究的主要方向。

  (3)對生物質氣化技術在國內外的發展現狀進行了綜述。由于國力所限,我國的生物質氣化發電技術遠遠落后于歐美國家,認為在現有條件下研究開發與國外相同技術路線的BIGCC系統,存在很大困難。利用現有技術,研究開發經濟上可行、效率較高的系統,是目前發展我國生物質氣化發電技術的一個主要課題,也是我國能否有效利用生物質的關鍵。

  (4)與歐美國家相比,目前我國生物質氣化還是以中、小規模和固定床、低熱值氣化為主,依靠小型多用途的方式來滿足市場需求,氣化技術的開發立足于解決農村能源與環境問題,以關注能源的效益為主,兼顧環境問題。氣化原料品質較差,主要是農村的農、林廢棄物。

  (5)最后介紹了生物質氣化燃氣的凈化技術的發展現狀,指出催化裂解技術是生物質氣化過程中燃氣凈化的發展方向。

來源:黑龍江創能新能源科技開發有限公司
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