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目前,生物質氣化發(fā)電技術處于初步商業(yè)化階段,基本原理是生物質在缺氧狀態(tài)下熱解生成氣體燃料,凈化后的氣體燃料燃燒驅動燃氣輪機或燃燒后產生蒸汽,驅動發(fā)電機發(fā)電。氣化發(fā)電過程包括3個方面:一是生物質氣化。經處理的生物質原料由進料系統(tǒng)送進氣化爐內,揮發(fā)分(干基下為70%~80%)熱解釋放出揮發(fā)性氣體如CmHn、H2、CO、CO2、焦油和水蒸氣,產生的碳發(fā)生典型氣化反應(水蒸氣 碳)和燃燒反應(碳 氧氣),通過燃燒反應釋放出的熱量促使生物質熱解和碳的氣化反應進行,從而把固體生物質轉化為氣體燃料;二是氣體凈化。氣化生成的燃氣都含有一定的雜質,包括灰分、焦炭和焦油等,需經過凈化系統(tǒng)把雜質除去,以保證燃氣發(fā)電設備的正常運行;三是燃氣發(fā)電。凈化后的燃氣進入燃氣輪機或內燃機的燃燒室燃燒驅動發(fā)電機發(fā)電,或者燃氣在鍋爐內燃燒生產高溫高壓蒸汽,驅動蒸汽機帶動發(fā)電機發(fā)電。圖1為生物質氣化發(fā)電工藝流程示意圖。全國已建成投產的生物質直燃發(fā)電項目超過15個,在建項目30多個。
為了實現(xiàn)經濟的可持續(xù)發(fā)展,必須保證電力生產的可持續(xù)發(fā)展,要想達到這一目標,必須走電力生產與環(huán)境保護相協(xié)調的發(fā)展道路,積極發(fā)展清潔的發(fā)電技術必將對人類社會的可持續(xù)發(fā)展做出重要的貢獻。總的來說,生物質氣化發(fā)電技術是所有可再生能源技術中經濟的發(fā)電技術,綜合發(fā)電成本可接近小型常規(guī)能源的發(fā)電水平。我國是一個農業(yè)大國,有豐富的價格低廉的農業(yè)廢棄物資源,而同時農村地區(qū)的電力供應時常會出現(xiàn)短缺,因此日趨完善的生物質氣化發(fā)電技術具有廣闊的應用前景。所以如何利用現(xiàn)已較成熟的技術,研制開發(fā)在經濟上可行,而效率又有較大提高的系統(tǒng),是目前發(fā)展BGPG的一個主要課題。目前我國的生物質氣化發(fā)電已初具規(guī)模,但利用效率仍十分低下,且仍存在不少技術問題如二次污染和熱效率不夠高等,僅達到了廢物利用的目的,還遠未達到變廢為寶的程度。