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固定床氣化爐與流化床氣化爐性能比較
固定床氣化爐與流化床氣化爐有著各自的優(yōu)缺點(diǎn)和一定的適用范圍。例如,逆流式固定床氣化反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作便利,運(yùn)行模式靈活,但是只能適用于中小規(guī)模生產(chǎn);而流化床氣化反應(yīng)器雖然適合于工業(yè)化、大型化.但設(shè)備復(fù)雜、投資大,而且需要一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的對(duì)產(chǎn)品氣的市場(chǎng)需求。生物質(zhì)氣化燃?xì)庵薪褂偷娜コ椒ㄒ阅壳暗慕褂腿コ夹g(shù)來看,生物質(zhì)氣化燃?xì)庵薪褂偷奶幚矸椒ǚ譃闈穹?、干法及裂解等三種。下面主要從工業(yè)技術(shù)及運(yùn)行情況、使用的原料、能量利用和轉(zhuǎn)換、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)性五個(gè)方面對(duì)流化床和固定床氣化爐進(jìn)行比較。
生物質(zhì)氣化的發(fā)電技術(shù)主要有以下三種方法:帶有氣體透平的生物質(zhì)加壓氣化、帶有透平或者是引擎的常壓生物質(zhì)氣化、帶有Rankine循環(huán)的傳統(tǒng)生物質(zhì)燃燒系統(tǒng)。傳統(tǒng)的BIGCC技術(shù)包括生物質(zhì)氣化、氣體凈化、燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電及蒸汽輪機(jī)發(fā)電。圖4的工藝流程圖表明了兩個(gè)反應(yīng)器以及它們?cè)谡麄€(gè)氣化工藝中的配合情況。由于生物質(zhì)燃?xì)鉄嶂档?約5021kJ/m3),爐子出口氣體溫度較高(800℃以上),要使BIGCC具有較高的效率,必須具備兩個(gè)條件.一是燃?xì)膺M(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)之前不能降溫,二是燃?xì)獗仨毷歉邏旱?。這就要求系統(tǒng)必須采用生物質(zhì)高壓氣化和燃?xì)飧邷貎艋瘍煞N技術(shù)才能使BIGCC的總體效率較高(40%)目前歐美一些國(guó)家正開展這方面研究,如美國(guó)Battelle(63MWe)和夏威夷(6MWe)項(xiàng)目.歐洲英國(guó)(8MWe)、瑞典(加壓生物質(zhì)氣化發(fā)電4MWe)、芬蘭(6Mwe)以及歐盟建設(shè)3個(gè)7~12Mwe生物質(zhì)氣化發(fā)電BIGCC示范項(xiàng)目,其中一個(gè)是加壓氣化,兩個(gè)是常壓氣化。
固定床為生物質(zhì)氣化爐的一種重要床型
固定床氣化爐中,氣化反應(yīng)發(fā)生在大致恒定高度的,由固體顆粒填充的床層內(nèi),生物燃料由上界面進(jìn)入床層,依靠自身重力向下移動(dòng),填充燃料消耗留下的空間,氣化介質(zhì)穿過顆粒間空隙,與固體表面接觸而發(fā)生反應(yīng)。是我國(guó)目前經(jīng)濟(jì)、方便、節(jié)能、適用的灶具,且資源永不枯竭,家家都買的起,戶戶都適用。相對(duì)于氣體流動(dòng)速率,燃料層下移速率很慢,因此稱之為固定床或移動(dòng)床。固定床為生物質(zhì)氣化爐的一種重要床型,在國(guó)內(nèi)使用頗廣。
生物質(zhì)氣化的凈化處理方法
生物質(zhì)氣化是指生物質(zhì)氣化原料(如秸稈、木屑、稻殼等)壓制成型或經(jīng)簡(jiǎn)單的破碎干燥加工處理后,在欠氧條件下,送入氣化爐中進(jìn)化裂解,即在一定的熱力學(xué)條件下,借助于部分空氣(或氧氣)、水蒸氣的作用,使生物質(zhì)的高聚物發(fā)生熱解、氧化、還原、重整反應(yīng),熱解伴生的焦油進(jìn)一步熱裂化或催化裂化為小分子碳?xì)浠衔铮@得含CO、H2和CH4的可燃?xì)怏w并進(jìn)行凈化處理而獲得產(chǎn)品氣的過程。據(jù)測(cè)定,焦油占可燃?xì)饽芰康?%~l5%在低溫下難以與可燃?xì)庖坏辣蝗紵?,故大部分焦油的能量被白白浪費(fèi)。