生物质气化发电技术发展现状

生物质气化发电技术发展现状

秦雪辉

（中国能源建设集团天津电力建设有限公司天津市300012）

摘要：能源紧缺已经成为了影响社会经济长期稳定发展的重要因素之一。而生物质能的开发与利用不仅有效的解决了能源紧缺的问题，同时也降低了社会经济发展对生态环境造成的危害。生物质气化技术作为生物质能开发和利用过程中最实用且最有效的技术之一，在实际应用的过程中已经取得了非常显著的成效。文章主要是就生物质气化发电技术的发展现状进行了简单的阐述和分析。

关键词：生物质气化；集中供气;现状前景

1、生物质气化技术研究现状

1.1生物质气化技术原理分析

所谓的气化指的就是物质在高温环境下完全氧化后，将原有的生物物质转化为CO、H2、CH4及CO2等气态混合物的过程。根据物质在气化器中所发生的不同的热化学反应，可以详细的将其分为干燥层、热解层、氧化层、还原层等几个层次。如果气化工艺采用不同的原料和吹入气体的话，最终产生的可燃气体的成分以及实际应用的路线也不同。气化炉作为气化反应的关键设备之一，生物质必须在汽气化炉中完成气化反应的过程，才能最终转化为生物质燃料。经过调查研究发现，现阶段国内外真的生物质气化设备的研究和开发主要是有固定床气化炉、流化床气化炉等几种方式为主。在这其中固定床气化炉一般应用于1MW以下的分布式能源系统中，而流化床气化炉则主要应用于规模较大的气化反应。所以，研究人员在实际应用的过程中，应该严格的按照应用技术工程规模以及后端应用的要求，选择最佳的炉型进行气化反应。

生物质气化技术原理

1.2生物质气化后端产品多样化研究

后端产品多样化是生物质气化后最主要的特点之一，由于生物质气化后的后端产品包括了热力、发电、燃气、合成化学品等各种产品，所以国内外的研究人员纷纷投入到了生物质气化技术研究的领域，而且经过长期的实验研究后，生物质气化行业的发展已经进入了工程示范的关键阶段。

1.2.1分布式发电技术分析

（1）固定床气化分布式发电技术。经过长期的研究和完善，现阶段已经广泛的应用于生物质资源分散的农村地区中。这一技术在实际应用的过程中，主要是由进料系统、固定床气化炉、气体净化装置、储气罐、内燃机等设备组成。(2)固定床气化供热技术。这一技术主要面对的是供热需求相对较大的企业或者工业园区。该技术在实际应用的过程中主要是由进料系统、固定床气化炉、锅炉等设备组成。由于此项技术具有经济成本低，且投资回报期较短的特点，所以已经得到了广泛的推广和应用。

1.2.2流化床气化发电技术以及流化床气化合成液体燃料技术

(1)流化床气化发电技术。这一技术主要应用于1MW以上规模的气化发电以及热电联供。流化床气化发电技术主要由进料系统、流化床气化炉、气体净化装置、燃气轮机+冷凝器等设备组成。经过不断的发展和应用，目前该领域中具有代表性的企业为广州能源所的6MW谷壳气化发电系统，而国外具有代表性的企业作为瑞典的VARNAMO企业的18MWBIGCC系统。(2)流化床气化合成液体燃料技术。由于这一技术现阶段仍处于技术研发和完善的关键阶段。所以其在相关领域中的推广和应用效果有待于进一步的观察。

2、生物质气化技术未来发展方向分析

2.1生物质气化集中供气技术

目前，广泛应用的生物质气化其中供气技术在实际应用的过程中，普遍存在着燃气质量不稳定、燃气热值低、安全隐患大、煤气焦油含量高等各方面的问题。由于这一技术主要采用的是水洗净化法，所以不仅造成了二次污染问题的出现，同时燃气中所含有的大量的焦油也增加了管道和灶具堵塞现象发生的几率。而这些问题的存在已经成为了严重影响生物质气化其中供气技术推广和应用的重要原因。

2.2生物质气化发电以及热电联产技术

生物质气化技术在发电以及热电联产技术方面应用时主要面临着开发成本高以及如何产生高热值清洁燃气等几方面的挑战。就目前而言，相关研究部门针对该项技术的研究，主要采用的是装机容量为兆瓦级的内燃机发电以及内燃机与汽轮机相结合的发电技术。如果站在经济学的角度分析的话，将气化体系应用于燃气轮机与汽轮机联合生成电力的话，那么热量转化为电力的过程与蒸汽循环方式相比较而言，其转化效率也相对较高。

2.3生物质气化合成液体燃料技术

运用生物质气化技术合成的甲醇、二甲醚等液体燃料，作为一种新兴的绿色合成工艺，不仅市场推广和应用的潜力巨大，同时已经成为了生物质制取液体燃料最有重要的方法。这一技术与传统生物质燃料利用技术相比较而言，不仅合成反应速率和转化效率较高，同时只需要建立具有一定规模的工厂，即可采用懒馋燃气和电力，进行醇醚联产，促进了生产效率的有效提升。研究人员经过长期的研究发现，生物质合成燃料不仅具有较好的替代性，同时随着应用范围的不断扩大，该技术在经济方面的优势也逐渐的显现出来。所以，加大生物质气化制取醇醚技术研究和应用的力度，对于社会经济的发展而言具有极为重要的意义。

2.4生物质气化制氢技术

碳、氢、痒等是组成生物质的主要元素。在这其中氢作为关键的载体，氢元素的质量占大约6%，也就是相当于每千克生物质可以产生大约0.672m3的气态氢。氢气不就是一种优质的清洁能源，而且也是重要的工业生产原料。就目前而言，最常见且经济性较高的制氢技术主要以电解水、生物质气化以及光电子转化等制氢技术为主。由于生物质制氢技术不仅应用的工艺流程和相关设备操作简单，只需要将氧化产生的热量，将生物质裂解为一定量的水蒸气即可产生氢气。另外，由于生物质具有可再生性以及易获取性的特点，所以随着社会的不断发展和进步，生物质制氢技术不仅推广和应用前景非常的广泛，同时其所产生的社会、经济以及环境效益也符合我国所倡导的建设节约型社会的理念和要求。

结束语

总之，虽然生物质气化发电技术在供热、发电、供气等各个领域的推广和应用，已经取得了非常显著的成效。但是，由于我国针对生物质气化合成液体燃料技术工艺的研究，与西方发达国家相比较而言在关键技术方面仍然存在着较大的差距。所以相关研究部门必须加强关键核心技术研究投入的力度，才能在不断缩小差距的同时，为生物质气化技术的研究和利用营造良好的氛围。

参考文献

[1]吴翼成.生物质分布式能源发展现状及展望[J].科技广场,2017,08:165-167.

[2]刘军.适于区域生物质特性的生物质气化技术的研究进展[J].四川环境,2017,3602:155-160.

[3]李国旺.新能源开发之生物质气化技术[J].中外企业家,2017,24:238.