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一、生物質氣化發(fā)電設備的工藝原理

生物質氣化是生物質能熱化學轉換的一種技術，其基本原理是把農、林廢棄物，包括廢樹枝、果殼、秸稈、木屑、稻草、稻殼、甘蔗渣等生物質原料加熱，使較高分子量的有機碳氫化合物裂解，轉換為較低分子量的可燃氣體，這些可燃氣主要成份為CO、H2、CH4、等，熱值在1250kcal/m3左右。這些可燃氣經(jīng)過降溫、除焦凈化后，輸送到燃氣內燃機中進行發(fā)電并網(wǎng)；氣體降溫過程中的余熱和內燃機排出的高溫尾氣經(jīng)余熱鍋爐輸送給附近需要暖氣和蒸汽的用戶，提高系統(tǒng)的經(jīng)濟效益，這種熱電聯(lián)產設備既解決了電站周邊環(huán)境的污染，又為社會提供了清潔的低碳能源。

二、小型生物質氣化發(fā)電設備的四個特點

生物質氣化發(fā)電設備是生物質能利用中有別于其他可再生能源獨特方式，其特點為：

1、該技術有充分的靈活性：由于不同地區(qū)生物質原料分布的種類和數(shù)量不盡相同，所以可以因地制宜的規(guī)劃不同裝機規(guī)模的發(fā)電站，小到單個電站裝機規(guī)模400千瓦，大到2400千瓦。

2、具有較好的環(huán)保性：生物質屬于可再生能源，可以有效的減少CO2、SO2等有害氣體的排放，而氣化過程一般溫度較低（600—800度），能有效的限制NOX的生成量。

3、有較好的經(jīng)濟性：生物質氣化發(fā)電技術的靈活性，可以保證該技術在小規(guī)模機組中有較好的經(jīng)濟性，同時燃氣發(fā)電過程簡單，設備緊湊，工程投資小，投資回報高。

4、有較好的實用性：本套系統(tǒng)主要靠發(fā)電獲得經(jīng)濟效益，同時少量的燃氣可以滿足居民燒火做飯，余熱用來給社區(qū)居民供暖，所以生物質氣化熱電聯(lián)產技術是所有生物質發(fā)電方式中最經(jīng)濟的發(fā)電方式。

三、生物質氣化發(fā)電設備的三個過程

生物質氣化熱電聯(lián)產包括三個過程：

1、生物質氣化過程。把固體生物質轉化為可燃氣體燃料。

2、

燃氣凈化過程。氣化出來的可然氣體都帶有一定的雜質，包括灰份，焦炭及焦油等。必須經(jīng)過凈化系統(tǒng)去除雜質，以保證燃氣發(fā)電系統(tǒng)的正常運行。

3、燃氣發(fā)電和燃氣供氣、余熱供熱過程。利用燃氣內燃機進行發(fā)電，利用管網(wǎng)為居民供熱供氣。

四、生物質氣化發(fā)電設備的六大系統(tǒng)

生物質氣化發(fā)電系統(tǒng)包括生物質氣化、氣體凈化、氣體內燃機發(fā)電系統(tǒng)、余熱利用供暖和燃氣供氣系統(tǒng)，控制裝置以及廢水處理系統(tǒng)六大系統(tǒng)。 

1、生物質氣化：包括進料機構和氣化裝置。 

    A.進料機構：進料機構采用螺旋加料器，動力設備是電磁調速電機。螺旋加料器既便于連續(xù)均勻進料，又能有效地將氣化爐同外部隔絕密封起來，使氣化所需空氣只由進風機控制進入氣化爐，電磁調速電機則可根據(jù)需要調節(jié)生物質進料量。 

B.氣化裝置：氣化裝置采用固定床和流化床氣化爐，它主要由進風機、氣化爐和排渣螺旋構成。生物質在氣化爐中經(jīng)高溫熱解氣化生成可燃氣體，氣化后剩余的灰份則由排渣螺旋及時排出爐外。

固定床氣化爐適合于小型間斷性運行的發(fā)電機組，它最大優(yōu)點是原料不用預處理，而且結構簡單緊湊，燃氣含灰量少等。

流化床氣化爐是比較適合連續(xù)發(fā)電的并網(wǎng)電廠發(fā)電機組，它運行穩(wěn)定，而且流化床氣化爐運行連續(xù)可調節(jié)，能長時間連續(xù)運行。

    2、氣體凈化裝置

氣體需經(jīng)凈化處理后才能用于發(fā)電，燃氣凈化包括除塵、除灰和除焦油等過程。為了保證凈化效果，生物質氣化發(fā)電系統(tǒng)采用多級除塵技術：例如旋風分離器、循環(huán)水箱、電除塵器等，經(jīng)過多級除塵，燃氣中的固體顆粒和微細粉塵被清洗干凈，除塵效果較為徹底。  

3、燃氣內燃機發(fā)電裝置

生物質氣化發(fā)電系統(tǒng)采用燃氣內燃發(fā)電機組，單機功率400-500KW不等，發(fā)電機系統(tǒng)規(guī)模根據(jù)一定范圍內的資源量可由多臺機組并聯(lián)組成。

4、余熱利用和燃氣供氣裝置

生物質氣化發(fā)電系統(tǒng)采用的是燃氣內燃機，燃氣內燃機發(fā)電后排放的尾氣溫度一般在450-600 度之間，從能量利用的角度，這部分尾氣仍含有大量可回收的可用能量。生物質氣化發(fā)電系統(tǒng)中，除了發(fā)電設備尾氣有大量余熱外，生物質氣化爐出口的燃氣溫度也很高（達700-800 oC左右），所以生物質氣化發(fā)電系統(tǒng)選擇了將這部分氣化顯熱和燃氣發(fā)電設備的余熱結合起來，利用余熱鍋爐，再利用社區(qū)供氣供熱管網(wǎng)為居民解決燒火做飯和冬季取暖問題。

5、控制裝置

由電控柜、熱電偶及溫度顯示儀表、壓力表及風量控制閥等構成。在用戶特殊需要時也可以增加電腦監(jiān)控系統(tǒng)。

6、廢水處理系統(tǒng)

由于氣化產生的可燃氣是通過水洗進行凈化的，所以在凈化過程中被除去的焦油等成分大部分都轉移到生產過程中產生的污水中，所以需要一個污水處理系統(tǒng)對其進行沉淀、分離、凈化，處理后的水繼續(xù)參與系統(tǒng)循環(huán)，焦油等雜質進行過濾、脫水、烘干后，投入氣化爐二次氣化，進一步提高了氣體熱值。