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        秸稈氣化利用|生物質熱解氣化技術的前世今生

        作者:彭及桐、馬寧月來源:廣西AG8亚游集团能源有限公司 瀏覽次數: 日期:2018-09-27
        一、生物質熱解氣化技術曆史與現狀   
          生物質“熱解氣化”技術,也稱為“生物質離子催化裂解”技術,其原理是通過熱化學反應,將固態生物質轉換為氣體燃料的過程。 
        據廣州能源研究所專家撰文介紹,生物質熱解氣化技術並不是新技術,其研發已有100多年的曆史。綜述如下——
        最初的生物質熱解氣化反應器誕生於1883年的歐洲。它以木炭為原料,氣化後的燃氣驅動內燃機,推動早期的汽車或農業排灌機械。生物質氣化技術的鼎盛時期出現在第2次世界大戰期間,當時幾乎所有的燃油都被用於戰爭,民用燃料匱乏,因此,德國大力發展了用於民用汽車的車載氣化器,並形成了與汽車發動機配套的完整技術。
        我國在能源困難的20世紀50年代,也曾使用這種方法驅動汽車和農村排灌設備。當時固定床氣化反應器的技術水平,已達到相當完善的程度。二戰後隨著廉價優質的石油廣泛被使用,生物質氣化技術在較長時期內陷於停頓狀態。但2次石油危機後,使得西方發達國家重新開始審視常規能源的不可再生性和分布不均勻性,出於對能源和環境戰略的考慮,紛紛投入大量人力物力,進行可再生能源的研究。作為一種重要的新能源技術,生物質氣化的研究重新活躍起來,各學科技術的滲透,使這一技術發展到新的高度。
        我國生物質熱解氣化技術在20世紀80年代以後得到了較快發展,我國熱解氣化研發技術路線一開始即師從歐洲,主要有“固定床氣化”、“流化床氣化”、“幹餾法”等熱解氣化形式。實際上,以上技術路線也是我國、乃至世界各國長期以來熱解氣化技術領域的固有模式。隻是氣化原料一般不再使用木炭,而是使用各種木材、林業殘餘物和稻殼,通過熱解氣化產生出可燃的生物質氣體。
        在生物質氣化聯合循環發電(B/IGCC)方麵,國外做了一些示範電站,如美國Battelle(63MW)和夏威夷(6MW)項目,意大利(12MW),英國(8MW)示範工程等。在國內,很多單位也做了很多生物質氣化方麵的基礎研究和應用研究,如中國科學院廣州能源研究所,成功地把流化床技術應用到生物質氣化發電方麵,使用木屑或稻殼的1MW流化床發電係統已經投入商業運行,分別在海南三亞、廣東揭東建立了MW級氣化發電示範工程,並取得了一定的經濟和社會效益。 
          生物質熱解氣化技術因其長期難以突破的瓶頸,在我國、乃至世界範圍內均嚴重製約了其規模化的應用推廣。尤其作為生物質氣化技術發源地的歐洲,目前已基本放棄了對生物質氣化技術的使用,轉而大規模推廣使用生物質成型顆粒直燃技術。
         
         
         
        二、傳統氣化技術的瓶頸與嚴重製約 
          生物質熱解氣化從歐洲發端,100多年來其氣化技術均停留於“流化床”和“固定床”兩種技術思路。我國生物質熱解氣化技術研究幾十年以來,一直緊隨歐洲技術的固有技術思路。在此,特將起源於歐洲、以流化床和固定床為基礎的生物質熱解氣化技術稱為“傳統熱解氣化技術”,為區別於廣西AG8亚游集团公司研發的“生物質熱解全氣化”技術。
        雖然經過了長達百年的研究與發展,歐美及國內也都建成了一些MW級的熱解氣化發電項目,但實踐證明(該領域專家、包括中國專家也一致認為):生物質傳統氣化技術至今仍然存在著以下難以突破的、顯著的技術瓶頸: 
         
        傳統氣化技術瓶頸之1:焦油含量偏高,氣化設備難以大型化!
        傳統氣化技術瓶頸之2:燃氣熱值偏低,氣體質量穩定性較差!
        傳統氣化技術瓶頸之3:燃料適應性差,難以規模化推廣應用!
         
          中國科學院廣州能源研究所、中國科學院可再生能源重點試驗室吳創之和劉華財、陰秀麗三位專家在充分研究了國內外生物質氣化技術發展及應用狀態的基礎上,聯合發表論文明確指出目前在傳統生物質氣化技術應用領域,國際國內的基本和普遍狀態是(2013年7月《燃料化學學報》第41卷第7期《生物質氣化技術發展分析》):
         
            (一)“(生物質氣化)燃氣熱值低,質量穩定性較差,無法達到中國《人工煤氣》(GB13621-92)的要求。有時火焰溫度達不到爐內要求,或是無法驅動發電設備。”據悉,安徽省某氣化發電項目,因為氣體質量不穩定等“傳統熱解氣化技術”的常見原因,自2015年調試至今,依然未實現穩定發電,造成投資浪費。
         
          (二)“氣化設備對燃料的適應性差。目前國內其他種類的氣化爐對原料的水分、灰分或熱值變化很敏感,原料不同可能造成爐內溫度不均或氣化效率低下。不利於應用推廣,限製了應用範圍。” 某些傳統熱解氣化設備專為某種特定的生物質燃料而設計,如稻殼;或某1-3種原料配套,其他原料均難以適應。
         
          (三) 生物質燃氣中含量過高的焦油與水、灰分結合在一起,日益沉積在氣化設備、管道、閥門等處,氣化設備運行一段時間後,容易出現嚴重的堵塞和磨損,導致燃氣淨化係統複雜且運行費用高昂
           歐洲Bioneer 在芬蘭和瑞典建有9個4兆瓦-6兆瓦的氣化裝置,大部分用於區域供熱,其燃氣焦油含量為50-100mg/m³。
        因為生物質傳統熱解氣化過程中其氣化率基本停滯於75%以內難以提升,導致焦油含量過高的難題長期存在無法突破,故有的研發與生產者,順勢將氣化過程中不可避免產生的焦油等進行收集,開發成與燃氣並存的產品,從而形成了多種熱解氣化多聯產形式。
         
          可以說,生物質熱解氣化的多聯產形式,隻是在焦油無法裂解的前提下,更多出於被迫接受和存在的一種生物質氣化生產狀態。
         
          三、AG8亚游集团:熱解全氣化技術打破世界性僵局
          直到廣西AG8亚游集团能源有限公司依托黃榮勝教授的國家專利發明,生產“生物質熱解全氣化”係統設備並實際產業化應用後,才最終打破僵局:一次性解決了上述三大生物質氣化技術的世界性瓶頸,另辟蹊徑,開創出具有全新概念的生物質全氣化技術線路,促我國生物質熱解氣化技術躍居世界前列!

        所屬類別: 技術展示

        該資訊的關鍵詞為:廣西AG8亚游集团