生物质气化发电系统探究

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。

2 生物质气化发电系统

2.1 气化发电系统

在进行上述的简单介绍过后，现在对气化发电系统作一个分开化的描述。为了方便起见，我们主要就固定化床气化和流化床气化装置来说明，其包括气化发电的工艺、净化系统与安全系统。

2.1.1 固定化床气化发电工艺

固定化床气化方面，我们采用下图装置：

从图中可以得到，生物质从高位料仓进去，然后进入气化炉，转化为气体后，分别流入净化系统，最后进入内燃机，将气体燃烧并转化为电能。

2.1.2 流化床气化发电工艺

在流化床气化发电方面，采用的装置要较固定化床气化技术复杂，其工艺图如下。

首先生物质进入到流化床气化炉，然后经过冷却器、净化设备的处理，最后同样进入内燃机。

在净化系统方面，我们应该对燃料系统、燃气轮机和燃料的出口（即燃气喷嘴）等进行合理化的设计改造，使得生物质的利用能够最大化，而且能尽量产生焦油等污染物质。在安全系统方面，由于燃气轮机或者内燃机都是用的天然气燃料，所以在转化过程中，尤其要注意它们的泄漏情况，所以在检测方面应当加强，做到防患于未然，这时我们可以考虑多安装气体探头等。

2.3 分析与讨论

就原料方面，固定化床气化技术要求比较高，而流化床气化则无特别要求，但在能量的利用率方面，流化床气化较固定化床气化要低，虽然固定化床气化炉中温度不均匀，但是固体颗粒能在炉中存在的时间长，所以对碳的转化率较高；在环境影响方面，流化床气化炉没有固定床气化炉好，这是由于二者的床内温度不同导致；在设计方面，由于流化床气化采取的设备较复杂，所以设计的成本较高，而且其规模也比固定化床气化要大，因此，其投资要大得多。虽然二者在性能、使用原料、能量利用率及环境、经济效益方面都有不同之处，总体来说，流化床气化技术现今阶段运用的难度比较大，但是其较高的稳定性和带来的经济效益来说，其将成为未来的主流发展方向。

3 结论

总之，我们在生物质气化技术方面仍然有巨大的发展空间，而且在未来的道路上，我们更加应该多与发达国家进行技术上的交流研究，并结合国内的实际情况，因地制宜，从而制定出适合于自身的生物质发电技术。

参考文献

[1]董宝军，朱跃钊，廖传华，徐吉福.生物质气化及其发电技术现存问题研究[J].电站系统工程，2008，24(6).

[2]王伟，赵黛青，杨浩林，蔡建渝，陈平.生物质气化发电系统的生命周期分析和评价方法探讨[J].太阳能学报，2005，26(6).

[3]崔亨哲，王军，任永志，赵勇.小型生物质气化发电系统的设计与测试[J].可再生能源，2006，3.

[4]葛新峰，张元敏，黄浩.生物质气化发电技术[J].发电设备，2007，1.

[5]常杰.生物质气化发电发展关键问题及前景展望[J].电力建设，2009，6.

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