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工业技术及运行情况
从目前情况来看,固定床和流化床气化炉的设计运行时间一般都小于5000h。前者结构简单,坚固耐用;后者比较而言.结构较复杂,安装后不易移动,但占地较小,容量一般较固定床的容量大。启动时,固定床加热比较缓慢,需较长时间达到反应温度;流化床加热迅速。可频繁起停。再就是大气式炉具是靠火焰通过对流传热给锅底,但火焰与锅底的接触只是一瞬间,大量热量未被利用就散发至空间,这被称为“物理热损失”。
运行过程中,固定床床内温度不均匀,固体在床内停留时间过长,而气体停留时间较短,压力降较低;流化床床温均匀,气固接触混合良好,气固停留时间都较短,床内压力降较高。固定床的运行负荷可以在设计负荷的20%~110%之间变动,而流化床由于受气流速度必须满足流化条件所限,只能在设计负荷的5O%~120%之间变化。目前已经成功开发出将生物质转化成可燃气体的技术,大多采用固定床气化,如河北的ND系列、山东的XFL系列、广州的GSQ-110型和云南QL50、60型。
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大型生物质气化循环发电系统包括原料预处理、循环流化床气化、催化裂解净化、燃气轮机发电、蒸汽轮机发电等设备,适合于大规模处理农林废物。
除了将生物质气化用于发电之外,欧共体进而开展了生物质气化合成jia醇、氨的研究工作。1998年,欧共体建立了四个规模在4.8~12.1t/d之间不等的生年欧美开展了其它技术路线的研究,如比利时(2.5MWe)和奥地利(TINA,6MWe)开展的生物质气化与外燃式燃气轮机发电技术,美国的史特林循环发电等,但技术仍未成熟,成本较高。气化剂从炉底下部的送风口进入炉内,由炉栅缝隙均匀分布并渗入料层底部区域的灰渣层,气化剂和灰渣进行热交换,气化剂被预热,灰渣被冷却。
裂解净化技术是将生物质的燃气中焦油利用某种方法使其裂解为可利用的小分子可燃气体。其方法细分为热裂解、催化裂解及电裂解。热裂解法在1100℃以上才能得到较高的转换效率.在实际应用中实现较困难;若在气化过程中加入裂解催化剂,即使在750~900℃温度下,也能将绝大部分焦油裂解成小分子的碳氢化合物。催化裂解法可将焦油转化为可燃气,既提高系统能源利用率,又彻底减少二次污染。该系统在很多方面比200kWe气化发电有了改善,但由于受气化效率与内燃机效率的限制.简单的气化一内燃机发电循环系统效率低于18%,单位电量的生物质消耗量一般大于1.2kg(dry)/(kW·h)。从20世纪80年代起,生物质气化过程中加入催化剂而得到无焦油燃气在国外已引起广泛关注.并已投入商业运行。