生物质气化发电原理

一、概况生物质气化发电技术，简单地说，就是将各种低热值固体生物质能源资源（如农林业废弃物、生活有机垃圾等）通过气化转换为燃气，再提供发电机组发电的技术。寻求利用生物质气化发电的方法，既可以解决可再生能源的有效利用，又可以解决各种有机废弃物的环境污染。正是基于以上原因，生物质气化发电技术得到了越来越多的研究和应用，并日趋完善。生物质气化发电，可归纳为下列几种方式：从上图可以看出，生物质气化发电可通过三种途径实现：生物质气化产生燃气作为燃料直接进入燃气锅炉生产蒸汽，再驱动蒸汽轮机发电；也可将净化后的燃气送给燃气轮机燃烧发电；还可以将净化后的燃气送入内燃机直接发电。在发电和投资规模上，它们分别对应于大规模、中等规模和小规模的发电。今天，在商业上最为成功的生物质气化内燃发电技术，由于具有装机容量小、布置灵活、投资少、结构紧凑、技术可靠、运行费用低廉、经济效益显著、操作维护简单和对燃气质量要求较低等特点，而得到广泛的推广与应用。二、生物质气化内燃发电系统主要组成部分生物质气化内燃发电系统主要由气化炉、燃气净化系统和内燃发电机等组成：气化炉是将生物质能由固态转化为燃气的装置。生物质在气化炉内通过控制空气供应量，而进行不完全燃烧，实现低值生物质能由固体向气态的转化，生成包含氢气（H2）、一氧化碳（CO）、甲烷（CH4）、多碳烃（CnHm）等可燃成分的燃气，完成生物质的气化过程。气化产生的燃气出口温度随气化炉型式的不同，在350650之间，并且燃气中含有未完全裂解的焦油及灰尘等杂质，为满足内燃机长期可靠工作的要求，需要对燃气进行冷却和净化处理，使燃气温度降到40以下、焦油灰尘含量控制在50mg/Nm3以内，燃气经过净化后，再进入内燃机发电。在内燃机内，燃气混合空气燃烧做功，驱动主轴高速转动，主轴再带动发电机进行发电。生物质气化内燃发电就是通过以上过程，将各种废弃物化废为宝，转化为优质电能，解决废弃物的污染和能源的合理利用问题。三、本公司生物质气化内燃发电系统介绍生物质气化内燃发电装置装机容量有160kW、200kW、400kW、600kW、800kW、1000kW等规格，最大输出功率可在1.4MW以上。在200kW及以下发电规模情况下，气化炉一般采用下吸式固定床气化炉，典型的下吸式固定床气化发电装置如下图所示：气化炉为下吸式固定床气化炉，可连续加料，连续出灰。料口在气化炉顶部，原料可从高位料仓放入，也可通过加料机提升进入气化炉内，灰渣由出渣机排出。固定床气体发生炉装置实物图燃气冷却采用可靠的多级水洗方式净化，以达到内燃机要求。内燃机是6250柴油发电机变型设计产品，采用了为满足生物质气化气性能要求的低压缩比、机外单体的混合器结构以及简单可靠的电点火系统。在发电规模较大的情况下，气化炉一般采用流化床。由于技术原因，单台内燃机最大输出功率为200kW，因而，在需要较大发电功率时，采取一台流化床气化炉同时拖动多台内燃机。下图为流化床气化发电工艺流程图。流化床气化炉，气化效率高、容量大。原料为颗粒或经过粉碎的原料，旋风分离器将灰渣或颗粒杂质去除