A. 生物質能發電的技術原理
生物質直接燃燒發電是指把生物質原料送入適合生物質燃燒的特定鍋爐中直接燃燒,產生蒸汽,帶動蒸汽輪機及發電機發電。已開發應用的生物質鍋爐種類較多。如木材鍋爐、甘蔗渣鍋爐、稻殼鍋爐、秸稈鍋爐等。其適用於生物質資源比較集中的區域,如穀米加工廠、木料加工廠等附近。 因為只要工廠正常生產,谷殼、鋸屑和柴枝等就可源源不斷地供應電提供了物料保障。
生物質直接燃燒發電技術中的生物質燃燒方式包括固定床燃燒或流化床燃燒等方式。固定床燃燒對生物質原料的預處理要求較低,生物質經過簡單處理甚至無須處理就可投入爐排爐內燃燒。流化床燃燒要求將大塊的生物質原料預先粉碎至易於流化的粒度。其燃燒效率和強度都比固定床高。
該技術在我國應用較少,因為它要求生物質資源集中,數量巨大。如果大規模收集或運輸生物質。將提高原料成本。因此該技術比較適於現代化大農場或大型加工廠的廢物處理。 氣化方式主要有生物化學法和熱化學法兩種。
生物化學生產可燃氣體主要指細菌將原料(有機廢物)分解為澱粉和纖維素都等有幾大分子,然後將他們直接轉化為脂肪酸(乙酸等),緊接著甲烷化細菌開始起作用進行厭氧消化法生產沼氣。
熱化學法就是將溫度加熱到600℃以上,在缺氧的條件下對有機質進行「干餾」這類熱解產物與以煤熱解十分相似,固體產物為焦炭類似物,氣體產物為「爐煤氣」類似物,一部 沼氣來自畜禽糞污或是含有機物的工業廢水,經過厭氧發酵產生以CH4 和CO2 為主體的混合氣體。CH4 含量的多少決定沼氣熱值的高低, 從而對沼氣的發電效率產生影響。
沼氣發電是隨著沼氣綜合利用的不斷發展而出現的一項沼氣利用技術,它利用厭氧發酵技術,將屠宰廠或其它有機廢水以及養殖場的畜禽糞便進行發酵,生產沼氣,供給內燃機或燃氣輪機,帶動發電機發電,也有的供給蒸汽鍋爐產生蒸汽,帶動蒸汽輪機發電。沼氣屬於生物質能,是一種可回收利用的清潔能源。它具有較高的熱值,抗爆性能較好、燃燒清潔,可利用來進行取暖、炊事、照明、發電等。沼氣發電技術主要應用在禽畜廠沼氣、工業廢水處理沼氣以及垃圾填埋場沼氣。推廣應用沼氣發電有利於保護生態環境,減少溫室氣體的排放;是增加農民收入的重要保障;可改善農民生產生活條件,帶來巨大的社會效益、生態效益、經濟效益。
B. 生物質發電是一種綠色電對嗎
可以這么說,但也不完全對。
生物質發電也是一種熱力發電,在發電的原理上與煤炭發電、重油(柴油)發電、天然氣發電是一樣的,都是燃燒可燃物質產生熱量加熱水,然後再用高壓水蒸氣驅動汽輪機帶動發電機發出電來。而且也會放出大量的二氧化碳。
與其他抄化石能源發電不一樣的是,生物質發電所用的燃料是可再生的,而不是化石能源那樣是一次性的。同時,生物質燃燒時,放出的除二氧化碳以外的有害物質要比化石能源少一些,如果知加強生物質發電廠的環保和排放控制,要比化石能源發電廠對環境的影響小得多。但如果排放控制的不好,也稱不上綠色。
可以說,生道物質發電是利用綠色植物吸收太陽能和大氣中的二氧化碳,轉化為化學能貯存起來,再通過燃燒釋放化學能轉化成電能,同時又把吸收的二氧化碳再次排放出來。與單純使用化石能源相比,生物質發電不凈增加大氣中的二氧化碳量,只是利用綠色植物對一定量的二氧化碳進行循環。
C. 生物質發電主要包括什麼
生物質發電主要包括農林廢棄物直接燃燒發電、農林廢棄物氣化發電、垃圾焚燒發電、垃圾填埋氣發電及沼氣發電等多種類型。
生物質發電由於生物質發電所需的能量是燃料燃燒所散發的能量,對於燃料的質量要求不高,許多被其他行業淘汰下來的劣質燃料也可以投入使用,因此生物質發電歷來就有變廢為寶的說法。生物質發電足夠穩定,不需要地區與環境的限制,只要能夠保證燃料的充足。
生物質發電廠就能夠按時按量發電。生物質發電的處境卻也不容樂觀。作為一個剛剛起步的行業,生物質發電並沒有能力完成自負盈虧。生物質發電在更多意義上屬於福利發電,這一屬性決定了它很難獨自完成資金的回籠,更多時候生物質發電的資金迴流靠的是政府的資金補貼。
生物質能發電特點
1、生物能發電的重要配套技術是生物質能的轉化技術,且轉化設備必須安全可靠、維修保養方便;利用當地生物資源發電的原料必須具有足夠的儲存量,以保證持續供應;所有發電設備的裝機容量一般較小,且多為獨立運行的方式。
2、利用當地生物質能資源就地發電、就地利用,不需外運燃料和遠距離輸電,適用於居住分散、人口稀少、用電負荷較小的農牧區及山區;生物質發電所用能源為可再生能源,污染小、清潔衛生,有利於環境保護。
D. 生物質氣化發電的組成部分
組成
生物質氣化內燃發電系統主要由氣化爐、燃氣凈化系統和內燃發電機等組成:
氣化爐是將生物質能由固態轉化為燃氣的裝置。生物質在氣化爐內通過控制空氣供應量,而進行不完全燃燒,實現低值生物質能由固體向氣態的轉化,生成包含氫氣(H2)、一氧化碳(CO)、甲烷(CH4)、多碳烴(CnHm)等可燃成分的燃氣,完成生物質的氣化過程。
生物質氣化發電機組
氣化產生的燃氣出口溫度隨氣化爐型式的不同,在350℃~650℃之間,並且燃氣中含有未完全裂解的焦油及灰塵等雜質,為滿足內燃機長期可靠工作的要求,需要對燃氣進行冷卻和凈化處理,使燃氣溫度降到40℃以下、焦油灰塵含量控制在50mg/Nm3以內,燃氣經過凈化後,再進入內燃機發電。
在內燃機內,燃氣混合空氣燃燒做功,驅動主軸高速轉動,主軸再帶動發電機進行發電。
生物質氣化內燃發電就是通過以上過程,將各種廢棄物化廢為寶,轉化為優質電能,解決廢棄物的污染和能源的合理利用問題。
E. 按照燃燒方式和設備不同,生物質直接燃燒發電技術主要有哪三種
100-150人
而且根據不同發電類型,人數上也是有差異的,以下是發電廠的發電種類:
發電形式
燃燒發電
直接燃燒發電是將生物質在鍋爐中直接燃燒,生產蒸汽帶動蒸汽輪機及發電機發電。生物質直接燃燒發電的關鍵技術包括生物質原料預處理、鍋爐防腐、鍋爐的原料適用性及燃料效率、蒸汽輪機效率等技術。
混合發電
生物質還可以與煤混合作為燃料發電,稱為生物質混合燃燒發電技術。混合燃燒方式主要有兩種。一種是生物質直接與煤混合後投入燃燒,該方式對於燃料處理和燃燒設備要求較高,不是所有燃煤發電廠都能採用;一種是生物質氣化產生的燃氣與煤混合燃燒,這種混合燃燒系統中燃燒,產生的蒸汽一同送入汽輪機發電機組。
氣化發電
生物質氣化發電技術是指生物質在氣化爐中轉化為氣體燃料,經凈化後直接進入燃氣機中燃燒發電或者直接進入燃料電池發電。氣化發電的關鍵技術之一是燃氣凈化,氣化出來的燃氣都含有一定的雜質,包括灰分、焦炭和焦油等,需經過凈化系統把雜質除去,以保證發電設備的正常運行。
沼氣發電
沼氣發電是隨著沼氣綜合利用技術的不斷發展而出現的一項沼氣利用技術,其主要原理是利用工農業或城鎮生活中的大量有機廢棄物經厭氧發酵處理產生的沼氣驅動發電機組發電。用於沼氣發電的設備主要為內燃機,一般由柴油機組或者天然氣機組改造而成。
垃圾發電
垃圾發電包括垃圾焚燒發電和垃圾氣化發電,其不僅可以解決垃圾處理的問題,同時還可以回收利用垃圾中的能量,節約資源,垃圾焚燒發電是利用垃圾在焚燒鍋爐中燃燒放出的熱量將水加熱獲得過熱蒸汽,推動汽輪機帶動發電機發電。垃圾焚燒技術主要有層狀燃燒技術、流化床燃燒技術、旋轉燃燒技術等。發展起來的氣化熔融焚燒技術,包括垃圾在450°~640°溫度下的氣化和含碳灰渣在1300℃以上的熔融燃燒兩個過程,垃圾處理徹底,過程潔凈,並可以回收部分資源,被認為是最具有前景的垃圾發電技術。
有待扶持
國家在生物質能發電的上網電價上給予了扶持,每千瓦時電價比火電高兩角錢左右,但是,我國的扶植力度與歐美國家比還是有差距。歐洲一些國家除了電價,在稅收上的扶持力度更大。歐洲一些電廠之所以經營得好,有很重要的一條,人家的原料不僅不付錢,而且
生物質發電廠
由於秸稈是按照垃圾處理,還要徵收垃圾處理費,因此可以良性發展。我國與國外情況不同,一方面要通過發電避免農民焚燒秸稈引起污染等社會問題,一方面又要通過發電扶助農民。基於以上兩點,不僅秸稈收購價格不能過低,而且隨著此類項目的增多,收購價格還在上升。如國家在確定生物質能發電的上網電價補貼時,秸稈每噸價格被定在100元左右,而秸稈實際收購價格已達200—300元/噸,如此高的原料成本增加了成本預算,以山東秸稈發電的上網電價為例,實際成本在0.65元/千瓦時左右,脫硫標桿上網電價(0.344元/千瓦時)加上補貼電價(0.25元/千瓦時),總計為0.594元/千瓦時,虧損顯而易見。虧損的狀態迫使部分生物質能停產,因此國家在稅收等政策上進一步加大扶持力度就顯得非常重要。
此外,在生物質發電項目布局上國家也應該更科學規劃,有序建設,避免一哄而上。如果布局太密集,勢必會加大秸稈的收購和運輸半徑,而且還會導致原料價格上升,的效益就會受到更大的影響。
F. 什麼是生物質發電
生物質發電是利用生物質所具有的生物質能進行發電,是可再生能源發電的一種,包括農林廢棄物直接燃燒發電、農林廢棄物氣化發電、 垃圾焚燒發電、垃圾填埋氣發電、沼氣發電等。
G. 生物質直燃發電,混燃發電和氣化發電各自的優勢和劣勢是什麼
1生物質混燃發電與直燃發電、氣化發電的對比
常見的生物質發電技術有直燃發電、沼氣發電、甲醇發電、生物質燃氣發電技術等。目前,國內研究較多的是生物質直燃發電和生物質氣化發電技術,對生物質混燃發電技術的應用研究有限。基於我國小火電數量多而污染重的特點,以及農村生物質本身來源廣且數量大的特殊國情,本文先從技術和政策角度對生物質混燃發電技術進行討論,然後分析生物質混燃發電的經濟效益、環保效益和社會效益,後者更為重要。
1.1生物質直燃發電現狀
生物質發電主要是利用農業、林業廢棄物為原料,也可以將城市垃圾作為原料,採取直接燃燒的發電方式。如英國ELY秸稈直燃電站是目前世界上較大的秸稈直燃電廠,裝機容量為3.8萬kW,年耗秸稈約20萬t。古巴政府與聯合國發展組織等機構合作,預計投資1億美元興建以甘蔗渣為原料的環保電廠。我國直燃發電方面在南方地區有一定的規模。兩廣省份共有小型發電機組300餘台,總裝機容量800MW。生物質直接燃燒發電技術已比較成熟,由於生物質能源需要在大規模利用下才具有明顯的經濟效益,因而要求生物質資源集中、數量巨大、具有生產經濟性。
1.2生物質氣化發電現狀
生物質氣化發電是指生物質經熱化學轉化在氣化爐中氣化生成可燃氣體,經過凈化後驅動內燃機或小型燃氣輪機發電。小型氣化發電採用氣化-內燃機(或燃氣輪機)發電工藝,大規模的氣化-燃氣輪機聯合循環發電系統作為先進的生物質氣化發電技術,能耗比常規系統低,總體效率高於40%,但關鍵技術仍未成熟,尚處在示範和研究階段。在氣化發電技術方面,廣州能源研究所在江蘇鎮江市丹徒經濟技術開發區進行了4MW級生物質氣化燃氣-蒸汽整體聯合循環發電示範項目的設計研究,並取得了一定成果。
1.3生物質混燃發電現狀
生物質混燃發電技術在挪威、瑞典、芬蘭和美國已得到應用。早在2003年美國生物質發電裝機容量約達970萬kW,占可再生能源發電裝機容量的10%,發電量約佔全國總發電量的1%。其中生物質混燃發電在美國生物質發電中的比重較大,混燒生物質燃料的份額大多佔到3%~12%,預計還有更多的發電廠將可能採用此項技術。英國Fiddlersferry電廠的4台500MW機組,直接混燃壓制的廢木顆粒燃料、橄欖核等生物質,混燃比例為鍋爐總輸入熱量的20%,每天消耗生物質約1500t,可使SO2排量下降10%,CO2排放量每年減少100萬t。在我國生物質混燃發電技術應用不多,與發達國家相比還相距較遠。但是該項技術可以減少CO2的凈排放量,符合低碳經濟的發展要求、符合削減溫室氣體的需要,具有很大的發展潛力。
在我國農村,農戶土地分散導致秸稈收集難度較大,收集運輸成本限制著秸稈的收集半徑,加上秸稈種類復雜,若建立純燃燒秸稈的電廠,難以保證原料的經濟供應。摻燒生物質不失為一種更現實的解決方案,即把部分生物質和煤混燃,減少一部分耗煤。與生物質直燃發電相比,生物質混燃發電具有投資小、建設周期短、對原料價格易於控制等優勢。從技術上看,混燒比純燒具有更多的優越性:可以用秸稈等生物質替代一部分煤來發電,不必新建單位投資大、發電效率低的純「秸稈」電廠。何張陳將混燃案例與氣化案例作了比較,發現氣化案例的發電成本要比混燃案例高,而且對生物質價格變化更敏感。興化中科估計的單位裝機容量投資約為豐縣鑫源投資的11.3倍,約為寶應協鑫的1.4倍。混燃還可以提高秸稈等生物質的利用效率、緩解腐蝕問題、減少污染、簡化基礎設施。
2生物質混燃發電技術解析
由於我國小火電廠數量多並且污染大,與其廢棄關閉,不如因地制宜的對一些小型燃煤電廠設備略加改造,利用生物質能發電。典型的生物質能發電廠設備規模小,裝機容量<30MW;但是利用生物質混燃發電既可發揮現有煤粉燃燒發電的高效率,實現生物質的大量高效利用,而且對現役小型火電廠改造無需大量資金投資,凸顯出生物質混燃發電的優越性,特別是生物質氣化混燒發電通用性較強,對原有電站的影響比直接混燒發電對原有電站的影響小些。生物質鍋爐按燃燒方式有層燃爐、流化床鍋爐、懸浮燃燒鍋爐等方案可供選擇,對現役火電廠實施混燃技術改造,鍋爐本體結構不需大的變化(主要改造鍋爐燃燒設備)。改造主要涉及在已有燃料系統中進行生物質摻混,有以下3方式。
(1)在給煤機上游與煤混合,再一起制粉後噴入爐膛燃燒。
(2)採用專門的破碎裝置進行生物質的切割或粉碎,然後在燃燒器上游混入煤粉氣流中,或通過專設的生物質燃燒器噴入爐膛燃燒。
(3)將生物質在生物質氣化爐中氣化,產生的燃氣直接通到鍋爐中與煤混合燃燒。本文主要以第2種和第3種為研究對象。
技術上,生物質和煤混燃關鍵是生物質燃料的選擇和積灰問題。燃料的選擇可以通過管理手段並輔以摻混設備加以解決。下面主要討論積灰問題。
生物質和煤混燃的可行性,在一定程度上受積灰的影響很大。不同燃料的積灰特性與多種因素相關,如灰的含量、飛灰的粒徑分布、灰的組成和灰的流動性。積灰是必須考慮的重要因素,因為積灰對鍋爐運行、鍋爐效率、換熱器表面的腐蝕和灰的最終利用都有重要影響。與煤相比,生物質(如秸稈)和煤混燃時,兩種原料之間的相互作用會改變積灰的組成、降低顆粒的收集效率和灰的沉降速率。生物質灰中鹼性成分(特別是鹼金屬K)含量也比較高,且主要以活性成分存在,從火焰中易揮發出來凝結在受熱面上形成結渣和積灰,實際商業應用中生物質摻混比*高為15%,當摻比較小時,一般不會發生受熱麵灰污問題。國際和國內的經驗均表明,生物質混燃發電在技術上沒有大的障礙,技術上是完全可行的。
H. 生物質氣發電機組與柴油發電機組有什麼區別
生物質氣就是利用農作物秸稈、林木廢棄物、食用菌渣、禽畜糞便及一切可燃性物質作為原料轉換為可燃性能源。在全球節能減排、低碳環保的形勢下,生物質燃料由於具有來源廣、成本低、污染小、可再生等優點而被世界各國以新的形式開發利用。
生物質氣化合成燃料是一種間接液化技術,通過熱化學方法將生物質氣化產生粗燃氣,再經燃氣凈化、組分調變獲得高質量的合成氣,進而增壓後採用催化合成技術合成液體燃料的一整套集成技術。例如把木屑、秸稈等進行處理產生可燃氣體,可燃氣體經過處理及增壓後,便可給發電機組提供能量發電。
並且在條件允許的情況下,還可以把高溫水、排氣溫度余熱回收,形成熱電聯供,更能節約成本,利益最大化。
發電機組並聯控制器
生物質氣發電機組與柴油發電機組,想要和市電並網都是一樣的,都需要用到發電機組並聯控制模塊,用來實現發電機組恆功率輸出和市電並網。所以說生物質氣和柴油發電機組的燃料來源不同,但是人們用他們發出電的方式都是一樣的。生物質氣發電機組更加環保,而柴油發電機目前仍然是最常見的發電方式。
I. 什麼是生物質發電
生物質發電包括農林生物質發電、垃圾發電和沼氣發電,建設重點為:
1.在糧食主產區建設以秸稈為燃料的生物質發電廠,或將已有燃煤小火電機組改造為燃用秸稈的生物質發電機組。在大中型農產品加工企業、部分林區和灌木集中分布區、木材加工廠,建設以稻殼、灌木林和木材加工剩餘物為原料的生物質發電廠。在「十一五」前3年,建設農業生物質發電(主要以秸稈為燃料)和林業生物質發電示範項目各20萬千瓦,到2020年達到2400萬千瓦。在宜林荒山、荒地、沙地開展能源林建設,為農林生物質發電提供燃料。
2.在規模化畜禽養殖場、工業有機廢水處理和城市污水處理廠建設沼氣工程,合理配套安裝沼氣發電設施。在「十一五」前3年,建設100個沼氣工程及發電示範項目,總裝機容量5萬千瓦。到2020年,建成大型畜禽養殖場沼氣工程10000座、工業有機廢水沼氣工程6000座,年產沼氣約140億立方米,沼氣發電達到300萬千瓦。
3.在經濟較發達、土地資源稀缺地區建設垃圾焚燒發電廠,重點地區為直轄市、省級城市、沿海城市、旅遊風景名勝城市、主要江河和湖泊附近城市。積極推廣垃圾衛生填埋技術,在大中型垃圾填埋場建設沼氣回收和發電裝置。
J. 生物質氣化發電的發電方式
流化床氣化發電工藝流程圖
生物質氣化發電可通過三種途徑實現:生物質氣化產生燃氣作為燃料直接進入燃氣鍋爐生產蒸汽,再驅動蒸汽輪機發電;也可將凈化後的燃氣送給燃氣輪機燃燒發電;還可以將凈化後的燃氣送入內燃機直接發電。在發電和投資規模上,它們分別對應於大規模、中等規模和小規模的發電。
在商業上最為成功的生物質氣化內燃發電技術,由於具有裝機容量小、布置靈活、投資少、結構緊湊、技術可靠、運行費用低廉、經濟效益顯著、操作維護簡單和對燃氣質量要求較低等特點,而得到廣泛的推廣與應用。