生物质气化工艺的设计与选用

生物质的气化有各种各样的工艺过程。从理论上讲，任何一种气化工艺都可以构成生物质气化发电系统。但从气化发电的质量和经济性出发，生物质气化发电要求达到发电频率稳定、发电负荷连续可调两个基本要求，所以对气化设备而言，它必须保证燃气质量稳定、燃气产量可调，而且必须连续运行。在这些前提下，气化能量转换效率的高低就是影响气化发电系统运行成本的要害。

气化形式选定以后，从系统匹配的角度考虑，气化设备应满足以下要求:
①燃气尽可能干净，以减少后处理系统的复杂性，使焦油含量达到内燃机答应的标准。假如后续净化系统选用催化裂解工艺，还要尽可能使原始气中的焦油具有易于催化裂解的特点;

②燃气热值要高而且稳定，以提高内燃机的输出功率，从而提高整个系统的效率;

③气化炉本体及加料排渣系统的设计，应充分考虑原料特性，实现连续运行;

④充分利用显热，提高能量利用率。

从实际应用上考虑，固定床气化炉比较适合于小型、间歇性运行的气化发电系统，它的最大优点是原料不用预处理，而且设备结构简单紧凑，燃气中灰分含量较低，净化可以采用简单的过滤方式;但它最大的缺点是固定床不便于放大，难以实现工业化，发电成本一般较高。另外，固定床由于加料和排灰问题，不便于设计为连续运行的方式，对气化发电系统的连续运行不利，而且燃气质量轻易波动，发电质量不稳定，这些方面都限制了固定床气化技术在气化发电系统中的大量应用，是小型生物质气化发电系统实现产业化的最大技术难题。 kSO:xS0 _N  
各种流化床气化技术，包括鼓泡床、循环流化床、双流化床等，比较适合于气化发电工艺。流化床运行稳定，而且流化床的运行连续可调，最重要的一点是它便于放大，适于生物质气化发电系统的工业应用。当然，流化床也有两个明显的缺点，一是原料需进行预处理，使原料满足流化床与加料的要求;二是流化床气化产生的燃气中飞灰含量较高，不便于后续的燃气净化处理。这两方面都是目前生物质流化床工业应用正在研究解决的主要内容。

流化床气化炉的放大设计是应用大、中型生物质气化发电系统必须解决的要害技术之一。由于一般气化过程采用空气作气化介质，所以流化床气化炉的下部一般是燃烧的热空气，中上部为燃气混合气，两处的气体体积变化较大，为了保证流化床运行在合理的流化速度范围，设计时一般采用下部小、上部大的变截面结构.。

常压流化床的放大有一定的限制，当气化发电系统的发电规模大于100 MW以后，由于流化床气化设备的体积过于庞大，增压燃气轮机发电效率较低，常压流化床已不能满足气化发电技术的要求，所以高压气化技术是气化发电技术大型化和规模化发展的必然趋势。

需要说明的是，由于生物质颗粒度的差别，对大部分粉碎后的生物质，实际设计选用的参数要比表中的结果大得多。例如，对粉碎后的秸秆或一般木屑，20 MW的循环流化床直径已达3000 mm，而不是理论计算的2001 mm，从这个角度出发，高压气化技术对大型生物质气化发电系统显得更为重要。

其实，生物质气化主要是原料不好弄，第二就是燃气的净化。

我觉得最难的还是焦油如何去除的问题，我们也在做生物质气化，下吸式固定床