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簡析國內幾種生物質發電技術

作者:admin 發布日期: 2019-09-22 二維碼分享

河南沼氣設備廠家之(zhi)生(sheng)物質是典型(xing)的分布(bu)式可再生(sheng)清(qing)潔能源,其(qi)燃燒發電(dian)可降低NOxSO2等污(wu)染(ran)物的(de)排放量,實(shi)現CO2的低排(pai)放(fang),是替代煤(mei)(mei)、石油(you)、天然氣等常(chang)規化石能(neng)(neng)(neng)源的可再生(sheng)清潔(jie)能(neng)(neng)(neng)源之一(yi)。當前,我國煤(mei)(mei)炭(tan)、石油(you)、天然氣等常(chang)規能(neng)(neng)(neng)源造成的燃燒環境污染嚴(yan)重,且煤(mei)(mei)電產能(neng)(neng)(neng)嚴(yan)重過剩,清潔(jie)可再生(sheng)能(neng)(neng)(neng)源的開發和利(li)用受到高度重視(shi)。

一、燃煤(mei)機組耦合(he)生(sheng)物(wu)質(zhi)氣化發電

 

在傳統燃(ran)煤(mei)鍋(guo)爐的(de)基礎上,將生(sheng)物質氣化后的(de)合成氣輸送到燃(ran)煤(mei)鍋(guo)爐進行再(zai)燃(ran)燒,還原主燃(ran)區產生(sheng)的(de)CO2,降低(di)選擇性催化還原(SCR)煙(yan)氣脫硝負荷,不僅(jin)節省(sheng)了燃煤,還減少了SOxNOx、粉塵和CO2等污染物(wu)的排放,有利于生態(tai)環境的可持續發展。

 

生(sheng)物質氣化(hua)(hua)目前多采用(yong)循(xun)環流化(hua)(hua)床氣化(hua)(hua)技術,通過將生(sheng)物質和氣化(hua)(hua)介質混合后進(jin)行熱化(hua)(hua)學反(fan)應生(sheng)成H2COCnHm等可燃(ran)氣體(ti),然后將此(ci)合(he)成氣作為燃(ran)料直接(jie)送入鍋爐與煤(mei)粉一起燃(ran)燒發(fa)電(dian)。與傳統(tong)的生(sheng)物(wu)質直接(jie)燃(ran)燒發(fa)電(dian)相比,耦合(he)氣化發(fa)電(dian)技(ji)術綜(zong)合(he)發(fa)電(dian)效率高,節(jie)省生(sheng)物(wu)質燃(ran)料可達25%~30%,其工藝流程簡單,無須專門再配(pei)置汽輪機(ji)、發(fa)電(dian)機(ji)以及煙(yan)氣(qi)凈化設備等,節省(sheng)建設成(cheng)本。

 

目前國內外生(sheng)物質氣化發(fa)電(dian)技術多采用(yong)加壓(ya)、富氧技術,相較(jiao)于常壓(ya)、空(kong)氣耦合發(fa)電(dian)技術,其對生(sheng)物質種類適應性強(qiang)、氣化效率(lv)高、合成氣品質好,同時占地面積、燃(ran)氣管(guan)徑和設備均較(jiao)小,節(jie)省(sheng)了(le)投(tou)資成本,減少了(le)運行(xing)(xing)過程中的(de)安全隱患,對鍋爐的(de)安全運行(xing)(xing)提供了(le)保障。

 

二、生物質(zhi)直燃(ran)發電(dian)

 

生物質燃料(liao)直接燃燒發電技術(shu)在國際上(shang)應(ying)用較多,研究方(fang)向(xiang)基本一樣(yang),區(qu)別主(zhu)要(yao)是針(zhen)對不同生物質,爐前給料(liao)系(xi)統(tong)的(de)形式不一樣(yang)。

1 、打包上料+爐(lu)前破碎

 

針對秸(jie)稈(gan)的(de)(de)(de)不同性質,其方案是將收集(ji)到的(de)(de)(de)農(nong)作物(wu)秸(jie)稈(gan)打(da)包成(cheng)捆(kun),再利用抓(zhua)料(liao)機將其通(tong)過皮帶輸(shu)送裝置送入到高空布置的(de)(de)(de)旋(xuan)轉破碎(sui)機進行解(jie)(jie)包和(he)破碎(sui),破碎(sui)處理(li)好的(de)(de)(de)生物(wu)質經底部(bu)的(de)(de)(de)螺旋(xuan)給(gei)料(liao)機送入到爐(lu)膛,而一(yi)部(bu)分提前破碎(sui)好的(de)(de)(de)生物(wu)質燃料(liao)不經破碎(sui)系(xi)(xi)統直(zhi)接進入到螺旋(xuan)給(gei)料(liao)機。這種上料(liao)系(xi)(xi)統直(zhi)接在農(nong)場里(li)將燃料(liao)打(da)包成(cheng)捆(kun),使得運輸(shu)和(he)儲存更(geng)加便利,很好地解(jie)(jie)決了(le)秸(jie)稈(gan)尺寸(cun)長、難于運輸(shu)和(he)占地面(mian)積大(da)等(deng)問(wen)題。

 

該(gai)套進料系統需要通(tong)過傾斜皮(pi)帶(dai)裝置(zhi)將成捆的(de)(de)生物質(zhi)燃料送往(wang)破(po)碎機,由于爐前(qian)破(po)碎機布(bu)置(zhi)較(jiao)高、尺寸較(jiao)大(da),不利于設(she)備檢修維(wei)護(hu);另一(yi)(yi)方面,皮(pi)帶(dai)較(jiao)高的(de)(de)支撐結構(gou)增加了(le)(le)建設(she)期間的(de)(de)投資。目(mu)前(qian)一(yi)(yi)些(xie)生物質(zhi)電廠將垂直懸(xuan)置(zhi)高空的(de)(de)破(po)碎機改成水平布(bu)置(zhi),節(jie)省(sheng)了(le)(le)皮(pi)帶(dai)支撐結構(gou)的(de)(de)費用(yong),也使得設(she)備檢修維(wei)護(hu)更(geng)加方便安全。

 

2 、爐前料倉+二級給料

 

此方案是目前生(sheng)物質(zhi)電廠(chang)給(gei)料(liao)(liao)(liao)(liao)系統采用.多的(de)一種(zhong),其(qi)主要由料(liao)(liao)(liao)(liao)倉(cang)、底部(bu)取料(liao)(liao)(liao)(liao)螺旋、給(gei)料(liao)(liao)(liao)(liao)螺旋等設備(bei)組(zu)成。主要工作流程為:將一部(bu)分(fen)收集來的(de)生(sheng)物質(zhi)燃(ran)(ran)料(liao)(liao)(liao)(liao)存放至料(liao)(liao)(liao)(liao)倉(cang)中,另一部(bu)分(fen)在爐(lu)膛(tang)燃(ran)(ran)燒時通過皮帶輸(shu)送(song)裝置送(song)到料(liao)(liao)(liao)(liao)倉(cang),然后通過料(liao)(liao)(liao)(liao)倉(cang)底部(bu)取料(liao)(liao)(liao)(liao)螺旋的(de)軸向轉(zhuan)動提取燃(ran)(ran)料(liao)(liao)(liao)(liao),將提取的(de)生(sheng)物質(zhi)燃(ran)(ran)料(liao)(liao)(liao)(liao)再(zai)通過給(gei)料(liao)(liao)(liao)(liao)螺旋進入(ru)到爐(lu)膛(tang)進行(xing)燃(ran)(ran)燒。

 

目前該方案(an)中(zhong)燃料(liao)(liao)的輸送(song)(song)量通(tong)過取(qu)料(liao)(liao)螺(luo)(luo)旋(xuan)的旋(xuan)轉速度控制,而(er)給料(liao)(liao)螺(luo)(luo)旋(xuan)僅(jin)作為輸送(song)(song)燃料(liao)(liao)用,一般(ban)全(quan)速運行。設置給料(liao)(liao)螺(luo)(luo)旋(xuan)主要是解決下(xia)料(liao)(liao)管直接(jie)與取(qu)料(liao)(liao)螺(luo)(luo)旋(xuan)連接(jie)導致的給料(liao)(liao)距(ju)離(li)長(chang)、需要的設備強度大問題,增加給料(liao)(liao)螺(luo)(luo)旋(xuan)后,雖然增加了前期投入,但(dan)從(cong)長(chang)遠(yuan)運營的角度看,降低(di)了堵料(liao)(liao)等現象,增加了運行安全(quan)性,整體回報率較(jiao)高。

 

3 、分料(liao)器+一級(ji)給料(liao)

 

目前,國內(nei)已投產運行的生(sheng)物(wu)質(zhi)電廠大部分設(she)置有料(liao)(liao)(liao)(liao)倉,在(zai)實際運行中往(wang)往(wang)出現堵料(liao)(liao)(liao)(liao)現象,為(wei)了解決該問題,一(yi)些電廠開始嘗(chang)試取消料(liao)(liao)(liao)(liao)倉的給料(liao)(liao)(liao)(liao)方(fang)案(an),其(qi)主要流程(cheng)為(wei):生(sheng)物(wu)質(zhi)燃料(liao)(liao)(liao)(liao)經(jing)皮帶輸送至分料(liao)(liao)(liao)(liao)器(qi),然后(hou)再通過分料(liao)(liao)(liao)(liao)器(qi)分配給兩套懸臂螺旋(xuan)給料(liao)(liao)(liao)(liao)機(ji),進而將生(sheng)物(wu)質(zhi)燃料(liao)(liao)(liao)(liao)輸送至爐膛內(nei)燃燒。

 

該進料(liao)系統(tong)相對于(yu)爐前料(liao)倉(cang)+二級給料(liao)方案,利用(yong)分料(liao)器替代(dai)取料(liao)螺旋裝置和料(liao)倉(cang),使得系統(tong)更加簡(jian)潔、靈活,減少(shao)了(le)燃料(liao)輸送過程中可能出現(xian)的堵料(liao)環節。目前,一些(xie)國內的廠也開始(shi)采(cai)用(yong)這種方案,但尚無機組投運(yun)(yun),須觀察(cha)運(yun)(yun)行效果。

 

4 、活(huo)底(di)料倉

 

活底料(liao)倉是國際(ji)上.初采用的(de)給料(liao)方(fang)案,其主要由(you)料(liao)倉、給料(liao)管(guan)、螺(luo)旋收集機(ji)、螺(luo)旋輸送機(ji)、螺(luo)旋分配(pei)機(ji)等設備組成。

 

該(gai)方案(an)的(de)(de)主要流程為:料(liao)倉(cang)底部的(de)(de)螺旋(xuan)收集機(ji)將料(liao)倉(cang)中的(de)(de)燃(ran)料(liao)收集后(hou)輸(shu)送到螺旋(xuan)輸(shu)送機(ji)中,然后(hou)利用(yong)螺旋(xuan)輸(shu)送機(ji)將生(sheng)物質(zhi)燃(ran)料(liao)通過(guo)(guo)分(fen)配機(ji)分(fen)配到多(duo)個給料(liao)機(ji)中,進(jin)而送入到爐(lu)膛進(jin)行(xing)燃(ran)燒。該(gai)進(jin)料(liao)系統的(de)(de)給料(liao)量由螺旋(xuan)收集機(ji)控制,螺旋(xuan)收集機(ji)通過(guo)(guo)自身軸向旋(xuan)轉和圍繞料(liao)倉(cang)中心(xin)做圓周轉動(dong)這兩(liang)種運(yun)動(dong),將分(fen)散在料(liao)倉(cang)底部的(de)(de)生(sheng)物質(zhi)運(yun)送到螺旋(xuan)輸(shu)料(liao)機(ji)入口。

 

三(san)、生物質與燃(ran)煤混燒發電

 

生(sheng)物(wu)質與燃煤(mei)混(hun)燒發(fa)電(dian)(dian)(dian)是在燃煤(mei)的基(ji)礎上(shang)摻混(hun)生(sheng)物(wu)質進行(xing)發(fa)電(dian)(dian)(dian),利(li)用了煤(mei)炭和生(sheng)物(wu)質燃料的不同特性的協同效應。國(guo)內(nei)生(sheng)物(wu)質發(fa)電(dian)(dian)(dian)與燃煤(mei)直接混(hun)燒發(fa)電(dian)(dian)(dian)為主(zhu),其基(ji)本思路以等量(liang)(liang)代替為原則,即按(an)照生(sheng)物(wu)質發(fa)電(dian)(dian)(dian)新(xin)增裝(zhuang)機(ji)容(rong)量(liang)(liang)和發(fa)電(dian)(dian)(dian)量(liang)(liang),等量(liang)(liang)消減(jian)(jian)燃煤(mei)機(ji)組裝(zhuang)機(ji)容(rong)量(liang)(liang)和發(fa)電(dian)(dian)(dian)量(liang)(liang),從(cong)而(er)消減(jian)(jian)電(dian)(dian)(dian)站鍋爐燃煤(mei)量(liang)(liang),實現清潔能(neng)源的.大化(hua)利(li)用,加快(kuai)能(neng)源結構低碳化(hua)綠色化(hua)轉型。

 

近年來,我國加(jia)大了(le)生(sheng)物(wu)質(zhi)與(yu)燃煤混燒的(de)(de)研(yan)究,已有(you)多個研(yan)究機構眾多學者通過實(shi)驗和模擬研(yan)究,除了(le)對生(sheng)物(wu)質(zhi)儲存、運(yun)輸、破碎和輸送系統的(de)(de)可(ke)行性(xing)和安全性(xing)分析研(yan)究外,還重點(dian)對生(sheng)物(wu)質(zhi)生(sheng)成的(de)(de)飛灰能否用于建(jian)筑行業進行了(le)研(yan)究。

 

四、生物質沼(zhao)氣(qi)發電 

生(sheng)物(wu)質沼氣(qi)發(fa)(fa)電(dian)技術是集(ji)節能與環(huan)保于一體(ti)的(de)新(xin)型發(fa)(fa)電(dian)技術,主要是利用有機廢棄物(wu)以及城市生(sheng)活垃圾經發(fa)(fa)酵處理產生(sheng)沼氣(qi),沼氣(qi)燃燒驅動發(fa)(fa)電(dian)機組發(fa)(fa)電(dian)。發(fa)(fa)酵生(sheng)成(cheng)的(de)沼氣(qi)主要有CH4COH2H2SNH3CO2N2O2CnHm(除CH4)等氣體組成,其中有機物CH4CnHm占(zhan)60%左右(you),CO2質量分數(shu)占(zhan)35%左(zuo)右,其余(yu)氣體質量分數占比不超(chao)過5%,其原料配比(bi)、條件和(he)發(fa)酵階段不(bu)同(tong)產生(sheng)的沼氣(qi)成分不(bu)同(tong),目前研究(jiu)得(de)出適合厭氧(yang)發(fa)酵沼氣(qi)的條件為:pH6.8~7.5,溫度(du)為30~45℃,原料碳(tan)氧(yang)物質的量比為20%~30%

 

沼氣是一種清潔(jie)能源,其(qi)燃燒后產生的SOxNOx和(he)(he)粉塵排放量遠低于直燃(ran)和(he)(he)混燃(ran)生(sheng)(sheng)物質(zhi)燃(ran)料,與其他技術相比(bi),不(bu)僅能(neng)更大程度(du)地(di)改善(shan)生(sheng)(sheng)態環境,而且(qie)能(neng)夠(gou)形成(cheng)綠色循(xun)環的(de)能(neng)源綜合系統(tong),實現社會的(de)可持續(xu)化發(fa)(fa)(fa)展(zhan)。但(dan)是由于生(sheng)(sheng)物質(zhi)沼氣發(fa)(fa)(fa)電對(dui)生(sheng)(sheng)物質(zhi)種類(lei)要求(qiu)高,且(qie)能(neng)夠(gou)滿足發(fa)(fa)(fa)酵(jiao)的(de)原(yuan)料少,所以(yi)(yi)對(dui)于規(gui)劃在大型農(nong)場(chang)附近(jin)總裝(zhuang)機容量較小的(de)機組,可以(yi)(yi)優先考慮發(fa)(fa)(fa)展(zhan)生(sheng)(sheng)物質(zhi)沼氣發(fa)(fa)(fa)電。

 

結語 

我國(guo)生(sheng)物質資源豐富,但是(shi)受到(dao)運輸、儲存等因素影響,目(mu)前利(li)用率不足10%,仍有很(hen)大的(de)發(fa)展利用空間。基于目前生(sheng)物質研究現狀,發(fa)展生(sheng)物質與燃煤混合發(fa)電(dian)并(bing)逐步(bu)代(dai)替(ti)燃煤發(fa)電(dian),是加(jia)快電(dian)力結構轉型升級、治理環境污染的(de)有效手(shou)段。

 

河(he)南恒天久大(da)實(shi)業有限(xian)公司致力(li)于提供(gong)農業(ye)廢棄(qi)物(wu)(wu)秸稈的資源化利用整(zheng)體(ti)解(jie)決方案,高濃度有機固體(ti)廢棄(qi)物(wu)(wu)厭氧處(chu)理(li)規模(mo)化沼氣工程(cheng)及生物(wu)(wu)天然(ran)氣工程(cheng)的投資、建設及運(yun)營(ying)。依托規劃設(she)計和(he)咨詢方案制(zhi)定,依托技術(shu)(shu)、產(chan)品(pin)和(he)裝備的研發和(he)集成,依托工程設(she)計和(he)建設(she)運營,打造全產(chan)業鏈,在國(guo)內(nei)和(he)國(guo)際市(shi)場為客戶(hu)提供集成技術(shu)(shu)和(he)高端服(fu)務(wu)。竭(jie)誠歡迎新老客戶(hu)及技術(shu)(shu)大咖參與(yu)交流合(he)作和(he)參觀考察!咨詢熱(re)線:0371-86561186 15617916515

 


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