生物質能以其量大面廣、具有可再生性、酸性成分含量低、二氧化碳氣體零排放等諸多優點,引起人們的廣泛關注,成為化石燃料的補充能源,富通新能源生產銷售的
秸稈顆粒機、秸稈壓塊機、
木屑顆粒機專業壓制生物質成型顆粒燃料。

生物質能的利用方式多種多樣,有直接燃燒、摻燒、氣化等,其中氣化以其效率高、所產煤氣用途廣泛、布置靈活等特點,成為生物質能利用的主要方式。在生物質氣化技術中,循環流化床氣化又以其處理能力大、可連續運行等特點,成為工業化利用生物質能的主要方式。
各類農作物秸稈是生物質能的主要載體,如麥秸、玉米秸等,它們自身的物理特性(如密度低、水分變化大以及秸稈量大面廣的分布方式)。決定了其收集、儲存方法有別于煤炭,具有自身特點,因而決定了生物質能利用具有區域性的特點。
1、生物質氣化、煤氣直燃技術
我國目前應用的生物質能氣化利用技術,無論是固定爐排的下吸式氣化爐,還是流化床氣化爐,其模式大都是將所生產的生物質煤氣冷卻、凈化后用于供氣或發電,而生物質煤氣直燃技術則是將氣化爐產生的熱煤氣直接進行燃燒,提供熱能。該技術在那些需要直接供能的場合如鍋爐燃燒、窯爐焙燒、烘干加熱時,具有明顯的優勢,它既利用了熱煤氣的顯熱,提高了能源利用率,又減少了冷卻、凈化設備的初投資和運行成本,提高了經濟效益。
生物質氣化、煤氣直燃技術是利用循環流化床技術生產熱煤氣,配以煤氣燃燒技術直接進行燃燒。其熱利用系統主要設備:循環流化床氣化器,鍋爐、窯爐或其他加熱設備,煤氣燃燒器。其中循環流化床氣化器是生物質能轉換的關鍵設備。
1.1循環流化床氣化器
循環流化床氣化器的主要設備有加料器、流化床氣化器、碳粒分離和循環裝置、空氣預熱器、鼓風機、出灰裝置、自動控制裝置、鋼架。
生物質原料由布置于氣化器下部的給料器給人,經過預熱的空氣通過氣化爐底部的布風板進入氣化器,實現原料的流化和氣化。燃氣出口布置于氣化器頂部,氣化后的熱燃氣經過碳粒分離和循環裝置,使未完全氣化的碳粒從燃氣中分離出來.回到氣化器繼續反應。熱煤氣經過空氣預熱器降低溫度后送到鍋爐燃燒。氣化爐底部設有出灰裝置,碳灰由專用容器收集自然冷卻后排出。
1.2煤氣燃燒器
煤氣燃燒器是煤氣進行能量轉換的主要設備,煤氣在這里經過燃燒后轉化為熱能,燃燒器的性能直接影響著熱能轉換的效率。對燃燒器的技術要求有以下幾方面:①燃燒完全;②燃燒安全、穩定,當煤氣壓力和熱值在正常范圍內波動時,不發生回火和脫火現象;③燃燒效率高;④燃燒器能達到所要求的熱負荷;⑤結構緊湊、調節方便、工作無噪音。
2、應用場合
生物質氣化、煤氣直燃技術應用于直接加熱的場合,具有投資省、效益高的特點。
2.1應用于中小鍋爐(1-6 t/h)替代燃煤
目前在許多鄉鎮企業、中小城鎮居民區等場所,大量運行著容量為1-6 t/h的中小鍋爐,擔負著提供生產用汽或采暖的任務。這些鍋爐雖然存在著效率低、污染較重、供熱成本較高等缺點,但由于它們地處偏遠,大型骨干熱電廠無法顧及這些地區,所以這些中小鍋爐依然有其存在的合理性。
這些鍋爐大都遠離城市,靠近農村,具有秸稈收集成本低的優勢,利用生物質煤氣直燃技術將秸稈轉化為煤氣,完全可以取代1-6 t/h鍋爐的燃煤,不僅可以節約能源,減少燃煤污染,保護環境,而且可以提高鍋爐運行的經濟效益。
將燃煤鍋爐改為燃氣鍋爐,只需在原有鍋爐的基礎上加裝煤氣燃燒器即可,這種改造技術非常成熟、可靠,而且費用不高。
2.2應用于中小窯爐替代商品能源
許多行業如化工、陶瓷、玻璃、耐火材料、冶金等,大量使用窯爐,由于燃煤窯爐存在著熱效率低、排煙黑度和含塵濃度高、升溫時間長等問題,嚴重浪費能源,污染環境,所以全國各地紛紛整頓窯爐,規定窯爐全面禁止燒煤,改用天然氣、液化石油氣、煤制氣、電能等清潔能源,不能按期改造的,要自動關閉。在這些清潔能源中:天然氣、液化石油氣和電能存在供應困難、成本高等缺點,而煤制氣相對而言比較便宜,所以各地的窯爐改造以燃用煤制氣為主,各種形式的煤氣發生爐應運而生。但是隨著煤炭價格的提升,煤制氣的成本不斷提高,導致生產成本也不斷提高,影響了企業的經濟效益。
在使用中小窯爐的企業中,大部分是鄉鎮企業,他們靠近農村,可以利用生物質氣化、煤氣直燃技術,將農村豐富的秸稈資源,轉換為生物質煤氣,取代煤制氣,以解決窯爐的清潔能源供應問題。鄉鎮企業搜集秸稈非常方便,秸稈搜集成本降低,從而使秸稈制氣成本大大降低,因而可以顯著提高企業的經濟效益。
2.3其他直接加熱設備
許多鄉鎮企業還使用著各種形式的直接加熱設備,如熱風爐、換熱器、烘干設備等。這些設備均可以利用生物質氣化、煤氣直燃技術為其提供熱源,達到滿意的使用效果。
3、生物質氣化、煤氣直燃技術的優勢
生物質氣化、煤氣直燃技術的基礎是循環流化床氣化技術,目前該技術已基本接近成熟。
山東省科學院能源研究所通過深入研究,已經利用循環流化床技術成功地氣化了物理特性比較差的秸稈類原料,并在煤氣燃燒爐膛中進行了燃燒試驗。測試數據表明,循環流化床氣化及煤氣直燃技術在利用生物質能源直接加熱方面有十分明顯的優勢。
①熱效率高,循環流化床氣化器的熱效率可達80%以上。
②投資省,運行費用低,由于沒有冷卻凈化系統,因而節省了這部分設備的投資,也省卻了這部分設備的運行費用。
③熱煤氣直接燃燒,回避了生物質氣化煤氣焦油凈化的技術難題,避免了水洗焦油帶來的二次污染。
④燃料適用性廣,各種生物質秸稈如玉米秸、稻殼、花生殼等均可使用,鋸末、刨花、造紙廢料等也可以使用。
⑤可以連續生產,適宜于工業化應用。
⑥爐膛加熱溫度可達1300℃,能滿足各種中小鍋爐的燃燒及各種窯爐對加熱溫度的要求。
生物質氣化、煤氣直燃技術的特點決定了該技術非常適用于中小型鍋爐、窯爐或其他加熱設備上,適應低密度秸稈區域化應用的特點,可充分利用經濟搜集半徑之內的秸稈資源,降低搜集成本,完全取代燃煤,取得最大的經濟效益和環保效益。
生物質氣化、煤氣直燃技術是高效利用生物質能源、節約化石資源、保護環境的一項新的實用技術,具有較高的推廣價值。
4、生物質氣化、煤氣直燃技術的推廣前景
改革開放以來,我國的中小企業和鄉鎮企業得到了快速發展,成為我國重要的經濟形式之一。但由于技術經濟水平的限制,大部分鄉鎮企業屬于高耗能、高污染行業,隨著經濟的高速發展,國家越來越重視環境保護,這些粗放型企業逐漸成為國家產業政策清理的對象,許多省市紛紛出臺限制高耗能、重污染的小鍋爐、小窯爐生產的相關政策,這些政策的實施使企業不得不改燒高價格的清潔能源,如液化氣、天然氣、柴油等,導致企業生產成本上升,有的因此轉產甚至停產,影響了鄉鎮企業的發展。如果這些企業因地制宜,利用就近的生物質原料,采用生物質氣化、煤氣直燃技術來燒鍋爐或窯爐,則不但達到了節約能源、保護環境的目的,還降低了這些企業的運行成本,提高了他們的經濟效益,促進了鄉鎮企業的發展。
(轉載請注明:富通新能源顆粒機
m.ac12313.com)