一种生物质气化发电系统技术方案

本实用新型专利技术提供一种生物质气化发电系统，它包括有依次连接的生物质气化装置、燃气净化器、储气袋以及内燃发电机，其中，生物质气化装置为2～3组，通过轨道交换交替使用；所述的生物质气化装置为一种可间歇式操作的结构，在气化装置中部内胆位置导出燃气，气化炉具有炉内压料功能，且设有破渣、排灰机构；所述的燃气净化器为1~10组，采用依次串联组成，进气管与出气管均处于同一水平线上，最后的净化设备的出气管居于下部，与储气袋的进气管平行，储气袋与内燃发电机连接进行发电，储气袋为1～3个，采用PVC或布料制作，采用依次串联机构，每个储气袋内均设有燃气储存机构和燃气净化机构。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及生物质发电领域，尤其是指一种生物质气化发电系统。
技术介绍
生物质是植物通过光合作用生成的有机物，包括植物、动物排泄物，垃圾以及有机废水等，是生物质能的载体，是一种可储存和可运输的可再生能源。从化学的角度上看，生物质的组成是C 一 H化合物。从环境效益上看，利用生物质可以实现CO2归零的排放，从根本上解决能源消耗带来的温室效应问题。随着全球环境问题的日益严重，人们主要关心的是生物质能对减少CO2排放上的作用，加上发展速生能源作物有利于改善生态环境，不会遗留有害物质或改变自然界的生态平衡，对今后人类的长远发展和生存环境有重要意义，所以国际上很多国家大都把生物质能利用技术作为一种重要的未来技术来发展，对生物质能的研究越来越重视。中国的生物质能极为丰富，现在每年的秸杆量约7亿吨左右，相当于4~5亿吨标煤。柴薪和林业废弃物数量也很大，林业废弃物(不包括炭薪林)，每年约达3700m3，相当于2000万吨标煤。如果考虑日益增多的生活垃圾和污泥，禽畜粪便等其他生物质资源，我国每年的生物质资源达6亿吨标煤以上，扣除了一部分做其他原料，可开发为能源的生物质资源达3亿吨多吨标煤，而随着农业和林业的发展，特别是随着速生炭薪林的开发推广，我国的生物质资源将越来越多，有非常大的开发和利用潜力。生物质能源是一种理想的可再生能源，它来源广泛，每年都有大量的工业、农业及森林废弃物产出。即使不被用于生产能源，这些废弃物的处理也是令人头疼的事情。生物质作为燃料时，由于生物质在生长时需要的二氧化碳量相当于它燃烧时排放的二氧化碳量，因而对大气的二氧化碳净排放量近似于零。而且，生物质中硫的含量极低，基本上无硫化物的排放。所以，利用生物质作为替代能源，对改善环境，减少大气中二氧化碳含量从而减少“温室效应”都有极大的好处。因此，将生物质作为化石燃料的替代能源，便会向社会提供一种各方面都可被接受的可再生能源。发展生物质为原料的绿色能源转化技术，符合人类社会可持续发展这一主题。至今为止，生物质能利用的较佳方法是气化，通过气化产生燃气，再通过燃气的二次燃烧获得热能。目前生物质气化技术获得了快速发展，已进入实用阶段，但生物质燃气发电技术还停留在试验阶段，目前国内还没有令人满意的产业化技术。加速研发生物质气化发电技术，符合国家政策，是利国利民的大好事。生物质气化技术是20世纪末出现的利用生物质作为能源的一种新技术，至今已有了较快的发展。很多研究人员在该领域进行了不同的技术研究。尤其是近年来欧洲很多技术人员对生物质气化发电技术进行了大量的研究，并取得了相当好的成果。中小型生物质气化发电技术在发达国家已经成熟，但由于规模小，过程复杂，造价和运行成本都较高，在发展中国家很难进人市场。中国地域广阔，生物质资源丰富，能源供应情况千差万别，生物质气化发电具有较好的生存条件和发展空间，中小规模的生物质气化发电技术具有投资少，灵活性好的特点，是最有潜在价值的技术之一。在中国大力发展生物质气化发电技术可以最大限度地体现该技术的优越性和经济性，也是解决我国农村秸杆焚烧问题的有效方法之一。但我国目前在生物质气候化发电领域的研究水平较低，这也预示着一种很好的发展前景。生物质气化发电是把生物质转化为可燃气，再利用可燃气推动燃气发电设备进行发电的过程。它既能解决生物质难于燃烧而又分布分散的缺点，又可以充分发挥燃气发电技术设备紧凑而污染少的优点。生物质气化的化学过程:气化炉内的化学过程主要包括燃烧反应、热分解反应和还原反应。生物质原料进入气化炉后，部分与氧气燃烧，提供热分解所需的热量，大部分生物质在缺氧条件下发生热分解反应，析出挥发份和焦碳，挥发份在高温反应区内停留发生二次反应，使焦油进一步裂解为气体，同时气体和焦碳之间，气体和气体之间进一步发生还原反应。最后，气相的焦油和气体携带部分细颗粒焦碳、灰尘进入燃气净化处理器，通过净化后的燃气达到内燃机的要求。气化发电过程包括三个方面:一是生物质气化，把固体生物质转化为气体燃料；二是气体净化，气化出来的燃气都带有一定的杂质，包括灰份、水分和焦油等，需经过净化系统把杂质除去，以保证燃气发电设备的正常运行；三是燃气发电，利用燃气轮机或燃气内燃机进行发电。生物质气化发电技术是生物质能利用中有别于其他可再生能源的独特方式，具有三个方面特点:一是技术有充分的灵活性，由于生物质气化发电可以采用内燃机，也可以采用燃气轮机，甚至结合余热锅炉和蒸汽发电系统，所以生物质气化发电可以根据规模的大小选用合适的发电设备，保证在任何规模下都有合理的发电效率。这一技术的灵活性能很好地满足生物质分散利用的特点；二是具有较好的洁净性，生物质本身属可再生能源，可以有效地减少C02、SO2等有害气体的排放。而气化过程NOx的生成量很少，所以能有效控制NOx的排放；三是经济性，生物质气化发电技术的灵活性，可以保证该技术在小规模下有效好的经济性，同时燃气发电过程简单，设备紧凑，也使生物质气化发电技术比其他可再生能源发电技术投资更小，所以总的来说，生物质气化发电技术是所有可再生能源技术中最经济的发电技术，综合的发电成本低于小型常规能源的发电水平。当前生物质气化发电存在的问题:一、灰份处理问题。生物质气化发电除了要求经济上可行之外，其主要目的是处理废物。由于现有中小型生物质气化发电机组效率不高，灰份中存留有少量的碳，因此生物质气化后产生的灰份需进一步处理。二、气体净化。现有气化发电机组中对焦油的处理仍是简单的物理方法，且由于成本的限制，净化效率不高，所以气体中焦油含量仍然偏高。这一方面加快了设备的损耗，另一方面增加了设备的维修时间，降低了设备的利用率，使气化发电的总成本增加。三、焦油裂解和处理。在目前的工艺水平下，焦油裂解没有得到满意的解决，这也是目前生物质气化发电的一个最重要的技术难题。四、废水处理。生物质气化产生的燃气中含有很多的灰份和焦油，燃气必须先进行净化处理。目前气体净化是国内生物质气化技术应用的最大弱点，需要更多的研究。目前对气化净化常采用水洗方法，水洗方法不但降低了系统效率，而且产生相当数量含焦油废水。这些废水含有灰份和焦油等有害物质，排放之前需进行无害化处理，并尽可能循环使用。但目前废水处理仍缺乏经济可行的有效办法，为了降低成本，有时直接排放，废水中有害物质大大超过环保的要求，带来二次污染。五、生物质发电亏损严重。一直以来，生物质能利用方式是否应以直燃发电为主的争论从未间断过。我国已批准建成了几十个生物质发电项目，总发电量超过40万千瓦/年。然而目前的实际情况是，生物质发电项目全行业亏损，少数生物质发电厂“效益”较好的，也只是因为靠国家补贴才能维持正常运行。六、生物质气化发电技术必须重点解决燃气净化和燃气储存两大问题。目前国内在生物质气化发电技术中采用燃气水洗净化法和电捕焦油法，这两种燃气净化的方法均不可行，采用储气罐储存燃气的作法在经济上也不可取，新的技术必须在这些方面加以彻底改进。
技术实现思路
本技术的目的在于提供利用中导式生物质气化装置将生物质物料气化产生燃气，采用多级生物质净化技术，将多种燃气净化设备串联起当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物质气化发电系统，其特征在于：它包括有依次连接的生物质气化装置、燃气净化器、储气袋以及内燃发电机，其中，生物质气化装置为2～3组，通过轨道交换交替使用；所述的生物质气化装置为一种可间歇式操作的结构，在气化装置中部内胆位置导出燃气，气化炉具有炉内压料功能，且设有破渣、排灰机构；所述的燃气净化器为1~10组，采用依次串联组成，所有净化器的进气管与出气管外径相等，除了最后的净化设备以外，进气管与出气管均处于同一水平线上，最后的净化设备的出气管居于下部，与储气袋的进气管平行，储气袋与内燃发电机连接进行发电，储气袋为1～3个，采用PVC或布料制作，采用依次串联机构，每个储气袋内均设有燃气储存机构和燃气净化机构。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈庆平，曹贵华，曹健，陈石玉，
申请(专利权)人：湖南普丝环保能源有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43