CO,H2,CH4,CnHm 的混合气体,除焦油、杂质后即可燃用或者发电。其原理可以用图 1 表示。
从表中可以看出,气化的基本原理是被气化物所含的固体碳,在特定的条件下向一氧化碳(CO)转化的热化学过程。因此,生物质气化技术包含2个内容,即热化学过程和保证热化学过程顺利进行所需条件的装置。
三、国外及国内生物质气化应用概况
1、总体概况
在世界范围内,生物质气化主要用于供热/窑炉、热电联产(combined heat and power,CHP)、混燃应用和合成燃料,目前规模最大的应用是CHP。20世纪80年代起,生物质气化被美国、瑞典和芬兰等国用于水泥窑和造纸业的石灰窑,既能保证原料供给又能满足行业需求,具有较强的竞争力,但应用却不多。20世纪90年代,生物质气化开始被应用于热电联产、多用柴油或燃气内燃机,生物质整体气化联合循环(biomass integrated gasification combined cycle,BIGCC)也成为研究热点,在瑞典、美国、巴西等国建成几个示范工程。1998年,生物质气化混合燃烧技术已被用于煤电厂,将生物质燃气输送至锅炉与煤混燃,目前已商业化运行。
实际上,早在20世纪80年代,气化合成燃料技术在欧美已经有了初步的发展。近年来,受可再生能源发展政策的激励,各国加大了对气化合成技术的关注和投入,美国在气化合成燃料乙醇方面取得了很大的成就,其产能已达600亿L/a。
生物质气化最新的发展趋势是合成燃料,利用气化获得一定H2/CO比的合成气,比如:唐山金泉冶化科技产业有限公司研究开发的化学链合成燃气用于石灰窑、水泥窑、冶金球团竖炉、加热炉、烘干炉等行业,以及通过合成反应生产液体燃料(如甲醇、乙醇和二甲醚),能部分替代现有的石油和煤炭化工。
2、我国气化装置的应用情况
国外生物质气化装置一般规模较大,多用作气化发电、生物质燃气区域供热、水泥厂供气与发电联产、生物质气化合成甲醇或二甲醚以及生物质气化合成氨。以前两者最为主要。如在美国,生物质能发电的总装机容量已经超过10000MW,单机容量达到10-25MW。1999年,瑞典地区供热和热电联产所消耗的能源中,26%是生物质能。
我国的生物质气化主要用于发电/CHP、供热/窑炉和集中供气,已建成了从200kWe~20MWe不同规格的气化发电装置,气化发电正向产业规模化方向发展,是国际上中小型生物质气化发电应用最多的国家之一。较具代表性的项目包括广州能源研究所“九五”期间建成的福建莆田1MWe谷壳气化发电系统、海南三亚1MWe
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