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生物質氣化是在一定的熱力學條件下,借助于空氣部分(或者氧氣)、水蒸氣的作用,使生物質的高聚物發(fā)生熱解、氧化、還原重整反應,終轉化為CO,氫氣和低分子烴類等可燃氣體的過程。中國可用的固體生物質數量巨大,主要以農業(yè)廢棄物和木材廢物為主。生物質分布分散,收集和運輸困難,在中國目前的條件下,難以采用大規(guī)模燃燒技術,所以中小規(guī)模的生物質氣化發(fā)電技術(200—5000kW)在中國有獨特的優(yōu)勢。由于中國電力供應緊張,而生物質廢棄物浪費嚴重,價格低廉,所以生物質氣化發(fā)電的成本,約為0.2-0.3元/Kw.h,已接近或優(yōu)于常規(guī)發(fā)電,其單位投資僅約3500—4000元/Kw,為煤電的60%-70%,所以具備進入市場競爭的條件。全國已建成投產的生物質直燃發(fā)電項目超過15個,在建項目30多個。
我國農林固體生物質燃料特性
作為能源的農林固體生物質,與化石燃料能源有很大的區(qū)別。農林固體生物質將具有可再生性,只要人類行為得當,這種能源就不會枯竭,可以周而復始的產生;生物質能的利用不會導致大氣圈內主要溫室氣體二氧化碳的凈增加積累,從而減緩地球的溫室效應;農林固體剩余物的分布密度低,品種多樣,依照區(qū)域、氣候、地形、土壤、地形的不同而差別巨大,為原料的收集、運輸、加工和規(guī)?;脦砝щy。生物質燃料的特點:(1)揮發(fā)份含量高,一般超過65%;(2)固定碳含量低,一般不超過20%;(3)低位發(fā)熱量約比煤小40%;(4)含灰量顯著低于煤,一般不超過l0%;(5)含硫量幾乎比煤低一個數量級;秸稈作為一種可再生能源,在生長和燃燒中不增加大氣中二氧化碳量,不但可以替代部分化石燃料,而且還能減少溫室氣體排放量。(6)灰熔點比煤低200~300℃。
為了實現(xiàn)經濟的可持續(xù)發(fā)展,必須保證電力生產的可持續(xù)發(fā)展,要想達到這一目標,必須走電力生產與環(huán)境保護相協(xié)調的發(fā)展道路,積極發(fā)展清潔的發(fā)電技術必將對人類社會的可持續(xù)發(fā)展做出重要的貢獻??偟膩碚f,生物質氣化發(fā)電技術是所有可再生能源技術中經濟的發(fā)電技術,綜合發(fā)電成本可接近小型常規(guī)能源的發(fā)電水平。我國是一個農業(yè)大國,有豐富的價格低廉的農業(yè)廢棄物資源,而同時農村地區(qū)的電力供應時常會出現(xiàn)短缺,因此日趨完善的生物質氣化發(fā)電技術具有廣闊的應用前景。目前我國的生物質氣化發(fā)電已初具規(guī)模,但利用效率仍十分低下,且仍存在不少技術問題如二次污染和熱效率不夠高等,僅達到了廢物利用的目的,還遠未達到變廢為寶的程度。從原理上講,各種氣化爐都可以用于氣化發(fā)電,但目前研究完成并正常運轉的主要有三種,即敞口下吸式,下吸式及循環(huán)流化床(見表1),發(fā)電功率可以從幾千瓦到幾千千瓦,這為氣化發(fā)電技術的進一步發(fā)展提供了條件。