郑州生物质气化发电项目经济性分析量大从优,电研新能源

生物质气化是在一定的热力学条件下，借助于空气部分（或者氧气）、水蒸气的作用，使生物质的高聚物发生热解、氧化、还原重整反应，终转化为CO，氢气和低分子烃类等可燃气体的过程。中国可用的固体生物质数量巨大，主要以农业废弃物和木材废物为主。燃烧后产生的灰粉有加工成钾肥返田，该过程将农业生产原本的开环产业链子转变为可循环的闭环产业链，是完全的变废为宝的生态经济。生物质分布分散，收集和运输困难，在中国目前的条件下，难以采用大规模燃烧技术，所以中小规模的生物质气化发电技术（200—5000kW）在中国有独特的优势。由于中国电力供应紧张，而生物质废弃物浪费严重，价格低廉，所以生物质气化发电的成本，约为0.2-0.3元/Kw.h,已接近或优于常规发电，其单位***仅约3500—4000元/Kw，为煤电的60%-70%，所以具备进入市场竞争的条件。

生物质燃料在高温及缺氧条件下，热解产生co与气化介质(通常有空气、氧气、水蒸气或氢气)，在一定条件下发生热化学反应，产生以CO、H2或CH4为主要成分的可燃气体的转化过程。Ghaly提出了将气化技术应用于生物质这种含能密度低的燃料。生物质的挥发分含量一般在76%~86%，生物质受热后在相对较低的温度下就能使大量的挥发分物质析出。生物质气化技术原理及应用分析【摘要】生物质能是一种理想的可再生能源。由于分布广泛、有利于环保等特点，因而越来越受到世界各国的关注。生物质气化技术是利用生物质能的一种方式。本文介绍了生物质气化技术的原理，生物质气化工艺及气化设备。目前应用较多的气化技术是生物质气化供气和生物质气化发电技术。文中提出了应用过程中存在的问题，提率、降低焦油含量等是今后利用生物质气化技术的发展方向。设备正常运行时，每年可处理约3万t多秸秆、稻壳、木屑等生物质废料，每年大大减少CO2的排放[7]。为了提供反应的热力学条件，气化过程需要供给空气或氧气，使原料发生部分燃烧。尽可能将能量保留在反应后得到的可燃气中，气化后的产物含有H2、CO及低分子的CmHn等可燃性气体。整个过程可分为：干燥、热解、氧化和还原。（1）干燥过程生物质进入气化炉后，在热量的作用下，析出表面水分。在200~300℃时为主要干燥阶段。（2）热解反应当温度升高到300℃以上时开始进行热解反应。在300~400℃时，生物质就可以释放出70%左右的挥发组分，而煤要到800℃才能释放出大约30%的挥发分。热解反应析出挥发分主要包括水蒸气、氢气、co、、焦油及其他碳氢化合物。（3）氧化反应热解的剩余木炭与引入的空气发生反应，同时释放大量的热以支持生物干燥、热解和后续的还原反应，温度可达到1000~1200℃。（4）还原过程还原过程没有氧气存在，氧化层中的燃烧产物及水蒸气与还原层中木炭发生反应，生成氢气和co等。这些气体和挥发分组成了可燃气体，完成了固体生物质向气体燃料的转化过程。

生物质能发电技术主要包括：直接燃烧发电技术、热化学转换发电技术、生***学转换发电技术等3种途径。

（1）直接燃烧发电技术。是指生物质原料送入适合的锅炉内燃烧，生产蒸汽，产生的蒸汽膨胀做功，从而带动发电机发电。固定床气化炉工艺一般采用空气为气化剂，气流方式有上吸式、下吸式或是平吸式，特点是设备结构简单、易于操作、可以实现多种生物质原料的热解气化、***少等。生物质的直接燃烧在今后相当长的时间内将是我国生物质能利用的主要方式。当前改造热效率仅为10%左右的传统烧柴灶，推广效率可达20%～30%的节柴灶，其技术简单、易于推广，是效益明显的节能措施。

（2）热化学转换发电技术。生物质的热化学转换是指在一定的温度和条件下，使生物质汽化、炭化、热解和催化液化，以生产气态燃料、液态燃料和化学物质的技术，由燃料的热能转换为电能的方式。

（3）生***学转换发电技术。指汽轮机和往复式发动机以生***学转换燃料作为主要的燃料来源，以发动机的动力驱动发电机发电的过程。生物质的生***学转换包括有生物质-沼气转换和生物质-乙醇转换等。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。沼气转化是有机物质在厌氧环境中，通过微生物发酵产生一种以为主要成分的可燃性混合气体即沼气，乙醇转换是利用糖质、淀粉和纤维素等原料经发酵制成乙醇。沼气发电是指汽轮机和往复式发动机以沼气作为主要的燃料来源，以发动机的动力驱动发电机发电的过程。

从燃气发电过程上分

　　气化发电可分为内燃机发电系统、燃气轮机发电系统及燃气)蒸汽联合循环发电系统。

　　(1)内燃机发电系统，以简单的内燃机组为主，可单独燃用低热值燃气，也可以燃气、燃油两用，它的特点是设备紧凑，系统简单，技术较成熟和可靠。

　　(2)燃气轮机发电系统，采用低热值燃气轮机，燃气需增压，否则发电效率较低，由于燃气轮机对燃气质量要求较高，并且需有较高的自动化控制水平和燃气轮机改造技术，所以，一般单独采用燃气轮机的生物质气化发电系统较少。

　　(3)燃气)蒸汽联合循环发电系统，是在内燃机、燃气轮机发电的基础上，增加余热蒸汽的联合循环，这种系统可以有效地提高发电效率。一般来说，燃气)蒸汽联合循环生物质气化发电系统，采用的是燃气轮机发电设备，而且hao的气化方式是高压气化，构成的系统称为生物质整体气化联合循环系统。生物质燃料多为茎状农作物经过加工产生的块装环保新能源，其直径一般为6~8毫米，长度为其直径的4~5倍，破碎率小于1。它的一般系统效率可达40%以上，是目前发达******研究的内容。