生物质气化发电设备常用解决方案「多图」

我国有着良好的生物质气化发电基础，在20世纪60年代就开发了60kW的谷壳气化发电系统，目前160～200kW的生物质气化发电设备在我国已得到小规模应用，显示出一定的经济效益[6]。辽宁省能源研究所于2006年6月在意大利建成的流化床生物质气化发电系统，采用木屑或稻壳为原料，发电量160kW；同时，生物质气化技术具有原料可再生及对环境友好的特点，因而受到关注程度越来越高，并在过去几十年里取得了重要进展，尤其是近20年我国在生物质气化发电研究方面已经取得了相当的成就，目前正是该技术步入商业化运用的关键阶段。江苏吴江县生产的稻壳气化炉，利用碾米厂下脚料驱动发电机组，功率可达160kW，已进入示范应用阶段；MW级的中型BGPG系统也已在近些年研究开发出来，1998年10月中科院广州能源所完成1MW级的生物质循环流化床气化—内燃机发电系统（GIEC），5台200kW发电机组并联工作，由于受气化效率与内燃机效率限制，效率低于18%，单位电量生物质消耗量一般大于112kg/（kW·h）。在此基础上科学院广州能源研究所还在海南三亚建成了国内生物质木屑气化发电厂并于2000年下半年投入运行；中国林科院林产化学工业研究所以稻草、麦草等软秸秆和稻壳等农业剩余物为原料，并建成生物质气化发电装置，已经投入运行，具有明显的直接经济收益。设备正常运行时，每年可处理约3万t多秸秆、稻壳、木屑等生物质废料，每年大大减少CO2的排放[7]。

我国的生物质热解气化及热利用技术近年来也有长足的发展。目前***已建成农村气化站200多个，谷壳气化发电设备100多台(套)。由中科院广州能源研究所研发的“4MW生物质气化联介循环发电系统”以谷壳、木屑、稻草等多种生物质废弃物为原料，发电效率可达20%～28%，能满足农村处理农业废弃物的需要。中国生物质燃料发电已具有了一定的规模，主要集中在南方地区的许多糖厂利用甘蔗渣发电。广东和广西2省(区)共有小型发电机组300余台，总装机容量800MW，云南也有一些甘蔗渣电厂。生物质在床料的辅助流化作用下，在炉内经历聚集、沉降、吹散、上升再聚集的物理衍变过程。中国农作物秸秆燃烧发电厂在河北石家庄晋州市和山东菏泽市单县建设。***高科技发展计划(“863”计划)已建设4MW规模生物质(秸秆)气化发电的示范工程，系统发电效率可达到30%左右。

生物质气化发电可使用农林废弃物、水生植物、油料植物、城市和工业有机废弃物及动物粪便等生物质原料。原料来源广泛，发电设备多种，发电规模不等，促使气化技术呈多样化发展。从发电规模上分，生物质气化发电系统可分为小型、中型、大型三种。小型气化发电系统所需的生物质数量较少，简单灵活，多采用固定床气化设备，主要用于农村照明或作为中小企业的自备发电机组，一般发电功率小于200kW。中国农作物秸秆燃烧发电厂在河北石家庄晋州市和山东菏泽市单县建设。固定床气化设备又可分为上吸式、下吸式和开心层下式3种，其中下吸式炉型有利于减少炉内热解生成的焦油含量，因而被广泛采用。

　大型生物质气化发电系统主要作为上网电站，它适应的生物质较为广泛，所需的生物质数量巨大，必须配套专门的生物质供应中心和预处理中心，系统功率一般在5000kW以上，虽然与常规能源相比仍显得非常小，但在技术发展成熟后，它将是今后替代常规能源电力的主要方式之一。一般来说，发电规模越大，单位发电量需要的成本就越低，也越有利于提高热效率和降低二次污染。由表1的国内200kW级和1000kW级气化发电系统各项运行参数的对比数据，可见发电规模对推广气化发电的重要性。该系统由物料预处理设备、气化设备、净化设备、换热设备、燃气轮机、蒸汽轮机等发电设备组成。