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中南大学能源与环境论文课题论我国当前能源形势与政策学院学生姓名指导教师专业班级学号2016年4月10日生物质气化利用技术分析比较摘要: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"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。关键词:生物质;气化;固定床;流化床;热效率;发电;0引言能源是人类赖以生存的物质基础,是国民经济的基本支撑。生物质气化技术正是以植物生物质为原料,采用热解法及热化学氧化法在缺氧条件下加热,使其发生复杂的热化学反应的能量转化过程,在反应条件下按照化学键的成键原理,变成一氧化碳"甲烷"氢气等可燃性气体的分子。最终利用这些气体进行集中供气"发电,从而可在某些情况下替代现有的煤电以及天然气。其不仅减轻了因焚烧秸秆而对环境造成的污染,而且提高了秸秆的利用效果,并为能源的可持续发展提出了有效途径。生物质是一种可再生能源,具有以下特点:①可再生性;②低污染性;③广泛的分布性。利用生物质作为替代能源,对改善大气酸雨环境,减少大气中二氧化碳含量,从而减少“温室效应”都有着积极的意义。从不同的角度对生物质气化技术进行分类。根据燃气生产机理可分为热解气化和反应性气化,其中后者又可根据反应气氛的不同细分为空气气化、水蒸气气化、氧气气化、氢气气化;根据采用的气化反应炉的不同又可分为固定床气化、流化床气化和气流床气化。另外,还可以根据气化反应压力的不同来对气化技术进行分类。在气化过程中使用不同的气化剂、采取不同过程运行条件,可以得到三种不同热值的气化产品气:低热值———46MJ/m3(使用空气和蒸汽/空气);中等热值———12~18MJ/m3(使用氧气和蒸汽);高热值———40MJ/m3(使用氢气)。1生物质气化反应炉生物质气化按照使用的气化炉类型不同分为固定床气化和流化床气化两种。气流床气化对于入炉颗粒粒度要求细(),对于生物质而言,要满足气流床气化的粒度要求还有许多技术经济难题需要解决。,其运行温度在1000℃左右。固定床气化炉分为逆流式、并流式,如图1、2所示。逆流式气化炉是指气化原料与气化介质在床中的流动方向相反,而并流式气化炉是指气化原料与气化介质在床中的流动方向相同。这两种气化炉按照气化介质的流动方向不同又分别称为上吸式、下吸式气化炉。下面对上吸式固定床生物质气化炉的运行工艺作简单介绍。在上吸式固定床气化炉中,生物质原料从气化炉上部的加料装置送入炉内,整个料层由炉膛下部的炉栅支撑。气化剂从炉底下部的送风口进入炉内,由炉栅缝隙均匀分布、并渗入料层底部区域的灰渣层,气化剂和灰渣进行热交换,气化剂被预热,灰渣被冷却。气化剂随后上升至燃烧层,在燃烧层,气化剂和原料中的炭发生氧化反应,放出大量的热量,可使炉内温度达到1000℃,这一部分热量可维持气化炉内的气化反应所需热量。气流接着上升到还原层,将燃烧层生成的CO2还原成CO;气化剂中的水蒸气被分解,生成H2和CO。这些气体与气化剂中未反应部分一起继续上升,加热上部的原料层,使原料层发生热解,脱除挥发分,生成的焦炭落入还原层。生成的气体继续上升,将刚入炉的原料预热、干燥后,进入气化炉上部,经气化炉气体出口引出。,应用于生物质燃烧上已获得了成功,但用于生物质气化仍是一个新课题。与固定床相比,流化床没有炉栅,一个简单的流化床由燃烧室、布风板组成,气化剂通过布风板进入流化床反应器中。按气固流动特性不同,将流化床分为鼓泡流化床和循环流化床,如图3所示。鼓泡流化床气化炉中气流速度相对较低,几乎没有固体颗粒从流化床中逸出。而循环流化床气化炉中流化速度相对较高,从流化床中携带出的颗粒在通过旋风分离器收集后重新送入炉内进行气化反应。在生物质气化