生物质气化发电系统探究

来源:用户上传      作者: 路俊杰，亓怀刚

　　摘要 随着经济的增长，地球能源资源的日益减少，人们便将目标转为新的能源资源的开发与利用上。而生物质的气化发电技术也随着科技的高速发展而不断的走向成熟，本文先介绍生物质气化技术相关内容，然后具体对生物质气化发电系统的构建进行了论述。
　　关键词 生物质；气化发电技术；气化发电系统
　　中图分类号TM6 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）72-0036-02
　　在经济全球化的现代社会，人们对地球能源资源的依赖越发增强，开发利用新的能源资源越来越重要，世界各国在这一方面都有着不同程度发展。像传统的石油资源，虽然现在其储量相对比较大，但是人们早就计算出了它们的使用年数，随着时代的不断前进，它们真正不断的消失。而世界有些国家对其的依赖已经非常强烈，经常为了争夺石油资源而发动战争，像美国发动的海湾战争、伊拉克战争等等。尽管如此，在新的科学技术发展的推动下，人们主要还是把目标放在不断的研究开发各种资源的利用技术上。生物质作为太阳能的一种表现形式，它的开发利用将会给人们带来重要的影响，而且生物质是一种再生资源，在当今社会提倡可持续发展的前提条件下，开发利用生物质能源无疑成为社会发展的主流方向。在利用生物质能源的过程中，人们研究出的各种技术，其主要原理都是将固态的生物质进行一个转化过程，从而得到人们想要的结果或者状态，再进行深一步的利用。下面就谈谈生物质气化的相关内容。
　　1 生物质气化
　　1.1 生物质气化发展介绍
　　生物质气化的发展要追溯到上个世纪70年代，国外首先对生物质采取气化技术，这一技术的采用使得其广泛的传播开来。而根据生物质的特性所知，生物质原料非常容易挥发，尤其是在受热情况下，其挥发的程度相当之大，所以，利用气化技术可以很好的将生物质转化为可利用的能源。
　　在中国，生物质原料非常多，而生物质气化技术的利用，这正好可以解决国内相对短缺的能源资源问题。尤其是在农村地区，生物质多但是又经常得不到很好的利用，农民常常直接将将麦秆、稻秸秆等物质进行燃烧，而在运用沼气供热供电上，其作为一个相对比较封闭的系统，所需要的生物质相对较少。因此，当生物质大量存在而又不断的出现时，我们正好可以采用生物质气化技术来实现生物质含有的固态能量向气态能量的转化。
　　在生物质气化发电来说，有以下几种方式：首先，生物质的气化产生可燃性气体，我们可以把这些气体直接运送入燃气炉来产生蒸汽，再利用蒸汽轮机实现发电；其次可以利用净化系统得到的燃气直接送入内燃机，这种内燃机规模都相对比较小，像汽车、摩托车内采用的汽油机一样，它可以直接将燃气用于发电；当然，与内燃机相似，我们可以讲燃气送入燃气轮机来发电，这个发电系统规模相对内燃机系统来说要大一些。但无论采用何种方式，其基本原理都是采用能量的转换。
　　而在生物质气化发电之外，国外还能将生物质气化技术运用到合成有用有机物上，像甲醇、氨气等，他们现阶段的研究工作已经取得了很大的成功，而且他们已经将其用到了实际的工业生产中，可见，生物质气化技术在未来仍然有着巨大的发展前景，尤其是像在我们中国这样的发展中国家。
　　1.2 生物质气化发电技术
　　在生物质发电技术的分类上，由于其燃气产生的机理不同而将其分为反应性气化与热解气化。在反应性气化上，大多又分为水蒸气气化、等离子气化等方式。在实际的运用当中，我们又通常根据发电需求的不同而分为大型的流化床气化和相对较小的固定床气化两种。下面将分别对流化床气化和固定床气化以及水蒸气气化和等离子气化作出说明。
　　1.2.1 流化床气化发电
　　大型的发电装置一般采用流化床气化系统，因为流化床气化在使用的过程中气化的能力大，而且其转化效率非常高，在需求电量比较大的情况下，采取并联方式将发电机连接起来，其实际工作将能很好的满足。同时，在发电过程中，我们也需建立相对应的净化系统和安全系统等。
　　1.2.2 固定床气化发电
　　作为传统的气化方式，固定床气化通常有两种模式：上吸式固定床气化和下吸式固定床气化。它们两种方式的运行流程基本相同，只是在气化介质的流动方向以及加料的位置上有所不同。
　　1.2.3 水蒸气气化
　　水蒸汽气化就是首先将生物质粉碎后投入到气化室，然后将蒸汽也注入其中，在高温的条件下，多种混合物进行化学反应，最后产生可燃性的混合气体，再送入内燃机等发电设备中。这中气化方式在反应容器上有着特别的要求，尤其是在气化炉中，其控制的温度、压力等因素都非常重要。
　　1.2.4 等离子气化
　　等离子气化即采用等离子技术，把生物质原料加入到等离子气化室中，使得他们在超高的温度下气化，在这种环境下，碳的转化率非常之高，气化得到的气体经过一定的净化设备和过滤设备，就能通入到相应的发电设备之中，从而得到我们需要的电能。
　　1.3 存在的相关问题
　　生物质的气化发电技术虽然已经步入了一定的轨道，但在国内的综合情况来看，其存在问题还是不叫突出的。先就是原料方面，虽然中国地区的生物质资源相对较多，但是具体而言，像麦秆、稻秆这些原料都呈现季节性，而在有些地区，如内蒙古、西藏等就几乎没有，所以，生物质原料又存在区域性。当在特定的地区建立生物质气化应用时，其原料的搜集与运输将会给规模化的生产带来严重的影响。其次，在环境的污染方面，虽然生物质气化发电是一种相对环保性的技术，但是仍然不可避免的出现了焦油等问题，尤其在发电系统上同时采用的净化系统，其很容易带来二次污染。最后在客观上，国家的政策与扶住也会起到重要的影响，而资金的投入在工程建设的初期将会很大，而其产生的经济效益比较缓慢，因此这些也将制约着生物质气化发电技术的顺利进行。
　　1.4 气化技术的改革创新
　　就现今比较先进的气化技术有等离子体气化技术、低温新型固定床气化技术、空气气化技术等等，这些技术虽然还未达到非常成熟的运用阶段，但是相信在不久的未来，随着科技的进一步发展，其应用价值将完美的呈现出来，克服相关的困难指日可待。
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