生物质为什么要气化燃烧

‘壹’ 什么是生物质气化生物质气化的应用范围求专业人士解答！

生物质气化有多种形式。如果按气化介质分,可分为使用气化介质和不使用气化介质,其中使用气化介质的技术又分为干馏气化、空气气化、氧气气化等。目前应用最广泛的是空气气化。如果按产气的用途来分,可分为生物质气化供气技术、供热技术、发电技术和合成化学品技术等。目前各种技术的实际应用都在进行,生物质气化供气技术由于技术起点低,投资少适合我国农村大力发展。

空气气化技术直接以空气为气化剂,气化效率高,是目前应用最广,也是所有气化技术中最简单、最经济的一种。富氧气化使用富氧气体作为气化剂,反应温度高,反应速度快,可得到焦油含量低,但成本高。水蒸气气化是一水蒸气作为气化剂,燃气质量好,氢气含量高,产生的也是中热值气。氢气气化是由氢气同碳及水发生反应生成大量的甲烷的过程,其反应条件苛刻,需要在高温高压且具有氢源的条件下进行,可产生热值为22260-26040kjm³之间的高热值气。干馏气化不使用气化介质,产生固定碳、焦油与可燃气。

气化炉是生物质气化系统中的核心设备,生物质在气化炉内进行气化反应,生成可燃气。生物质气化炉可分为固定床气化炉和流化床气化炉两种类型,而固定床气化炉和流化床气化炉又都是多种不同形式的,如图所示。

固定床气化炉分为下吸式气化炉、横吸式气化炉和开心式气化炉。

在下吸式气化炉中,气流是向下流动的,通过炉栅进入外腔。原料由上部加入,依靠重力下落。经过干燥区后水分蒸发,在裂解区分解出的二氧化碳、一氧化碳、氢气、焦油等热气流向下流经气化区。在气化区发生氧化还原反应。同时由于氧化区的温度高,焦油在通过该区时发生裂解,变为可燃气体。

炉内运行温度在400~1200℃左右,燃气从反应层下部吸出,灰渣从底部排出。下吸式固定床气化工作温度,生产的气体成分相对稳定;可燃气中焦油含量较少。但可燃气中灰分含量较多,出炉可燃气温度高,炉内热效率低。

在上吸式气化炉的气流流动方向与物料运行方向相反。物料由气化炉顶部加入,气化剂由炉底进入气化炉,产出的燃气通过气化炉内的各个反应区,从气化炉上部排出。向下流动的生物质原料被向上流动的热气体烘干脱去水分,干生物质进去裂解区后得到更多的热量,发生裂解反应。

产生的炭进入还原区,与氧化区产生的热气体发生还原反应,生产一氧化碳和氢气等可燃气体。上吸式气化炉生产的可燃气直接作为锅炉或加热炉的燃料气或向系统提供工艺热源。该种炉型主要应用于欧洲和东南亚国家。上吸式气化炉有一个突出的缺点,就是在裂解区生成的焦油没有通过气化区而直接混入可燃气体排出,这样产出的气体中焦油含量高,且不易净化。

开心式固定床气化炉的结构与气化原理与下吸式固定床气化炉相类似,是下吸式气化炉的一种特别形式。开心式固定床气化炉时我国研制出的,主要用于稻壳气化,已投入商业运行多年。

生物质流化床气化的研究起步比较晚。

流化床气化在吹入的气化剂作用下,物料颗粒、砂子、气化介质充分接触,受热均匀,在炉内呈“沸腾”状态,因此又叫沸腾床,反应温度一般为750~850℃。流化床气化炉有一个热砂床,生物质的燃烧和气化反应都在热砂床上进行。

气化反应随度快,产气率高。与固定床相比,流化床没有炉栅,一个简单的流化床由燃烧室、布风板组成,气化剂通过布风板进入流化床反应器中。按气化器结构和气化过程,可将流化床分为鼓泡流化床和循环流化床。流化床气化反应速度快,产气量大,燃气热值高焦油含量低,是唯一在恒温床上反应的气化炉,原料适应性广,可大规模利用。

但可燃气中灰分含量较多,结构比较复杂。按气化炉结构和气化过程可将流化床气化炉分为单床气化炉、双床气化炉、循环流化床气化炉及携带床气化炉四种类型。

生物质气化技术的多样性决定了其应用类别的多样性不同的气化炉,不同的工艺最终的用途都不用;同一气化设备选用不同的物料,不同的工艺最终用途也不同。因此不同地区,不同条件,选用不同的气化设备。生物质气化技术的基本应用方式主要有四个方面,即用于供热、用于发电、用于供气、用于化学品合成。

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‘贰’ 生物质气化炉的工作原理

不同生物质的反应过程也有差异，常见气化炉反应可分为氧化层、还原层、裂解层和干燥层。
1、氧化反应
生物质在氧化层中的主要反应为氧化反应，气化剂由炉栅的下部导入，经灰渣层吸热后进入氧化层，在这里通过高温的碳发生燃烧反应，生成大量的二氧化碳，同时放出热量，温度可达1000~1300摄氏度，
在氧化层进行的燃烧均为放热反应，这部分反应热为还原层的还原反应，物料的咧解及干燥提供了热源。
2、还原反应。在氧化层中生成的二氧化碳和碳与水蒸气发生还原反应。
3、裂解反应区。氧化区及还原区生成的热气体在上行过程中经裂解区，将生物质加热，使在裂解区的生物质进行裂解反应。
4、干燥区。经氧化层、还原层及裂解反应区的气体产物上升至该区，加热生物质原料，使原料中的水分蒸发，吸收热量，并降低产生温度，生物质气化炉的出口温度一般为100~300℃
氧化区及还原区总称气化区，气化反应主要在这里进行。裂解区和干燥区总称为燃料准备区。

‘叁’ 生物质气化和生物质热解是什么区别

热解是指燃料在惰性气氛或有限供氧的条件下发生的降解反应，生成热解气体、焦油和生物质碳，热解气体一般是co,co2,h2等小分子气体。而气化是指燃料与周围气氛反应生成可燃气体，气氛可以是空气、富氧气体甚至纯氧、氢气、水蒸汽等，生成的可燃气体一般是co,ch4，h2，c2h2等的混合物。所以热解主要强调的是气氛为无氧或有限供氧，而气化主要强调的是生成气体是可燃气体，热解和气化某种情况下是一样的，只是强调点不同，如贫氧下的燃料受热分解反应。生物质与煤的热解气化反应原理是相同的，生物质与煤的成分不同，所以它们的热解气化的区别之一就是他们的气化产物不同，其次，生物质的反应活性一般高于煤，因此，他们的热解气化的主要温度区间也不同。

‘肆’ 燃烧生物质木屑颗粒燃料，需要改造锅炉吗 为什么要改造锅炉 什么叫气化燃烧

你好，改造是提高自动化的程度，不需要锅炉工持续加料，燃烧更充分，更节能。一般都需要改造，气化燃烧就是把没有充分燃烧的高温烟气补氧，使高温烟气继续燃烧分解，释放更多热量。

‘伍’ 未来20年内，生物质直燃，气化和热解技术，哪一种技术更有发展前景，为什么

随着互联网越来越普及，电脑相关的行业人才也越来越稀缺，就业岗位逐年增多，人才供不应求。因此从事互联网相关的行业，是一个不错的选择。至于想学的专业，就看个人的爱好和本身的素质来看，建设艺术设计，电子商务，新媒体UI设计，影视后期等等都是近两年发展很快的专业，就业前景不错。

‘陆’ 生物质热解气化燃烧和直接燃烧,释放热能一样吗

不一样。物质热解气化过程中要吸收热量，燃烧释放的热量基本一致，因为热解气化吸收了一部分热能，所以同一物质热解气化燃烧释放热能大于直接燃烧。

‘柒’ 生物质燃烧方式有哪些

直接燃烧把生物质直接进行燃烧，生物质的直接燃烧的方式有炉灶燃烧、锅炉燃烧、垃圾焚烧。

1、炉灶燃烧一般适用于农村或山区的家庭用的炉子，炉灶投资最省，但是效率最低，燃烧效率在11-21%左右。  

2、锅炉燃烧是生物质直接在锅炉内燃烧，锅炉燃烧适用于大规模的利用生物质，锅炉燃烧主要优点是效率高，并且可实现工业化生产。锅炉燃烧缺点是投资高，而且不适于分散的小规模利用，生物质必须相对比较集中才能采用本技术。
 
3、垃圾焚烧也是采用锅炉技术处理垃圾，但由于垃圾的热值低，腐蚀性强，所以它要求技术更高，投资更大，从能量利用的角度，它也必须规模较大规模才能比较合理。

生物质利用生物质燃烧机特点：
特点1、使用成本省钱：特点2、内胆特质坚固：特点3、特点4、燃料来源方便：特点5、绿色能源环保：特点6、自动化程度高；特点7、机体结构紧凑；特点8、适用行业广泛

‘捌’ 生物质直燃发电,混燃发电和气化发电各自的优势和劣势是什么

1生物质混燃发电与直燃发电、气化发电的对比
常见的生物质发电技术有直燃发电、沼气发电、甲醇发电、生物质燃气发电技术等。目前，国内研究较多的是生物质直燃发电和生物质气化发电技术，对生物质混燃发电技术的应用研究有限。基于我国小火电数量多而污染重的特点，以及农村生物质本身来源广且数量大的特殊国情，本文先从技术和政策角度对生物质混燃发电技术进行讨论，然后分析生物质混燃发电的经济效益、环保效益和社会效益，后者更为重要。
1.1生物质直燃发电现状
生物质发电主要是利用农业、林业废弃物为原料，也可以将城市垃圾作为原料，采取直接燃烧的发电方式。如英国ELY秸秆直燃电站是目前世界上较大的秸秆直燃电厂，装机容量为3.8万kW，年耗秸秆约20万t。古巴政府与联合国发展组织等机构合作，预计投资1亿美元兴建以甘蔗渣为原料的环保电厂。我国直燃发电方面在南方地区有一定的规模。两广省份共有小型发电机组300余台，总装机容量800MW。生物质直接燃烧发电技术已比较成熟，由于生物质能源需要在大规模利用下才具有明显的经济效益，因而要求生物质资源集中、数量巨大、具有生产经济性。
1.2生物质气化发电现状
生物质气化发电是指生物质经热化学转化在气化炉中气化生成可燃气体，经过净化后驱动内燃机或小型燃气轮机发电。小型气化发电采用气化-内燃机(或燃气轮机)发电工艺，大规模的气化-燃气轮机联合循环发电系统作为先进的生物质气化发电技术，能耗比常规系统低，总体效率高于40％，但关键技术仍未成熟，尚处在示范和研究阶段。在气化发电技术方面，广州能源研究所在江苏镇江市丹徒经济技术开发区进行了4MW级生物质气化燃气-蒸汽整体联合循环发电示范项目的设计研究，并取得了一定成果。
1.3生物质混燃发电现状
生物质混燃发电技术在挪威、瑞典、芬兰和美国已得到应用。早在2003年美国生物质发电装机容量约达970万kW，占可再生能源发电装机容量的10%，发电量约占全国总发电量的1%。其中生物质混燃发电在美国生物质发电中的比重较大，混烧生物质燃料的份额大多占到3%～12%，预计还有更多的发电厂将可能采用此项技术。英国Fiddlersferry电厂的4台500MW机组，直接混燃压制的废木颗粒燃料、橄榄核等生物质，混燃比例为锅炉总输入热量的20%，每天消耗生物质约1500t，可使SO2排量下降10%，CO2排放量每年减少100万t。在我国生物质混燃发电技术应用不多，与发达国家相比还相距较远。但是该项技术可以减少CO2的净排放量，符合低碳经济的发展要求、符合削减温室气体的需要，具有很大的发展潜力。
在我国农村，农户土地分散导致秸秆收集难度较大，收集运输成本限制着秸秆的收集半径，加上秸秆种类复杂，若建立纯燃烧秸秆的电厂，难以保证原料的经济供应。掺烧生物质不失为一种更现实的解决方案，即把部分生物质和煤混燃，减少一部分耗煤。与生物质直燃发电相比，生物质混燃发电具有投资小、建设周期短、对原料价格易于控制等优势。从技术上看，混烧比纯烧具有更多的优越性：可以用秸秆等生物质替代一部分煤来发电，不必新建单位投资大、发电效率低的纯“秸秆”电厂。何张陈将混燃案例与气化案例作了比较，发现气化案例的发电成本要比混燃案例高，而且对生物质价格变化更敏感。兴化中科估计的单位装机容量投资约为丰县鑫源投资的11.3倍，约为宝应协鑫的1.4倍。混燃还可以提高秸秆等生物质的利用效率、缓解腐蚀问题、减少污染、简化基础设施。
2生物质混燃发电技术解析
由于我国小火电厂数量多并且污染大，与其废弃关闭，不如因地制宜的对一些小型燃煤电厂设备略加改造，利用生物质能发电。典型的生物质能发电厂设备规模小，装机容量<30MW；但是利用生物质混燃发电既可发挥现有煤粉燃烧发电的高效率，实现生物质的大量高效利用，而且对现役小型火电厂改造无需大量资金投资，凸显出生物质混燃发电的优越性，特别是生物质气化混烧发电通用性较强，对原有电站的影响比直接混烧发电对原有电站的影响小些。生物质锅炉按燃烧方式有层燃炉、流化床锅炉、悬浮燃烧锅炉等方案可供选择，对现役火电厂实施混燃技术改造，锅炉本体结构不需大的变化（主要改造锅炉燃烧设备）。改造主要涉及在已有燃料系统中进行生物质掺混，有以下3方式。
（1）在给煤机上游与煤混合，再一起制粉后喷入炉膛燃烧。
（2）采用专门的破碎装置进行生物质的切割或粉碎，然后在燃烧器上游混入煤粉气流中，或通过专设的生物质燃烧器喷入炉膛燃烧。
（3）将生物质在生物质气化炉中气化，产生的燃气直接通到锅炉中与煤混合燃烧。本文主要以第2种和第3种为研究对象。
技术上，生物质和煤混燃关键是生物质燃料的选择和积灰问题。燃料的选择可以通过管理手段并辅以掺混设备加以解决。下面主要讨论积灰问题。
生物质和煤混燃的可行性，在一定程度上受积灰的影响很大。不同燃料的积灰特性与多种因素相关，如灰的含量、飞灰的粒径分布、灰的组成和灰的流动性。积灰是必须考虑的重要因素，因为积灰对锅炉运行、锅炉效率、换热器表面的腐蚀和灰的最终利用都有重要影响。与煤相比，生物质（如秸秆）和煤混燃时，两种原料之间的相互作用会改变积灰的组成、降低颗粒的收集效率和灰的沉降速率。生物质灰中碱性成分（特别是碱金属K）含量也比较高，且主要以活性成分存在，从火焰中易挥发出来凝结在受热面上形成结渣和积灰，实际商业应用中生物质掺混比*高为15%，当掺比较小时，一般不会发生受热面灰污问题。国际和国内的经验均表明，生物质混燃发电在技术上没有大的障碍，技术上是完全可行的。

‘玖’ 生物质气化发电和生物质直燃发电有什么区别

生物质气化发电和生物质直燃发电有什么区别
固体生物质燃料气化过程的基础是碳的燃烧,这是因为：(1)碳是大多数生物质固体燃料中有机物质的主要组成部分；(2)碳的燃烧是反应过程中一个最大的阶段，它决定着整个燃烧气化过程；(3)碳的燃烧是气化过程所需热量的主要来源。所以首先分析生物质的燃烧过程，之后进一步研究生物质的气化过程。
生物质锅炉与燃煤锅炉的区别
1、生物质锅炉是以农林秸秆废弃物为燃料，燃烧清洁无污染，而燃煤锅炉是以矿石燃料煤炭为燃料，使用时产生了较多的粉尘，硫氧化物和氮氧化物。
2、生物质锅炉具有直接排放不冒烟、不怕结渣、不腐蚀特点，而燃煤锅烟尘污染大、燃烧不充分浪费大、不节能环保。
3、生物质锅炉的耐用性，稳定性，节能性更好。