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生物质能发电技术及前景分析(毕业设计)

生物质能发电技术及前景分析(毕业设计)
生物质能发电技术及前景分析(毕业设计)

分类号

郑州电力高等专科学校

毕业设计(论文)

题目生物质能发电技术及前景分析

并列英文题目The Technology and Prospect Analysis

of Biomass Power Generation

系部动力工程系专业电厂热能动力装置姓名班级

指导教师职称

论文报告提交日期2012.05.30

郑州电力高等专科学校

摘要

本设计的主要目的在于研究生物质能发电的技术分类,以及各种生物发电技术之间的特点比较。介绍了生物质气化发电技术的系统组成和设备组成,并且着重介绍了气化发电的几种气化炉。在文章的最后又对生物质发电的优点和缺点进行了分析,并且结合搜索的信息提出了自己对我国生物质发电技术发展前景的看法,认为生物质发电在今后必将成为我国的一项朝阳产业。

关键词:生物质能发电;生物质气化发电技术;气化炉;前景分析

Abstract

The main purpose of this design is to study the characteristics between the classification of biomass power generation technology, as well as a variety of biomass power generation technology. And biomass gasification power generation technology system components and equipment components, and highlights several of the gasification and power generation gasify. End of the article on the advantages and disadvantages of biomass power generation, analysis, and combine the search for information put forward their own views on the prospects for the development of biomass power generation technology in the development of biomass power generation in the future will become a sunrise industry.

Keyword

Biomass Power Generation,The technology of biomass power generation,Gasify,Prospect Analysis

目录

前言 (1)

第一章生物质能发电的技术分类 (2)

第一节生物质直接燃烧发电技术 (2)

第二节生物质气化发电技术 (3)

第三节生物质混合燃烧发电技术 (5)

第四节沼气发电技术 (7)

第五节生物质发电技术的特点比较 (8)

第二章生物质气化发电技术的系统构成 (10)

第一节生物质气化发电机组的主要系统和设备 (10)

第二节气化系统 (10)

第三节净化系统 (12)

第四节燃气发电系统 (13)

第三章:生物质气化技术常见的系统与设备 (14)

第一节生物质气化技术系统设备 (15)

第二节固定床气化炉 (15)

第三节流化床气化炉 (17)

第四章:生物质能发电优缺点分析及前景预测 (21)

结束语 (24)

附录 (26)

参考文献 (34)

前言

生物质能是唯一一种既可再生又可储存运输的能源。中国生物质能在能源消费中约占20﹪但大部分仍处于低效应用和直接焚烧的状况。生物质发电主要是利用农业、林业和工业废弃物为原料,也可以将城市垃圾为原料,采取直接燃烧或气化的发电方式。对发电行业在当前化石燃料如煤炭、石油、天燃气等紧缺的状况下,开发并产生各种可再生能源来代替化石燃料,是世界解决能源紧缺的一种有效途径。生物质能是绿色可再生能源,生物质发电技术也是绿色电力能源技术,国家出于环境保护及开发可再生能源的目的对于污染治理和绿色电力能源技术的研究和整合十分重视。由于我国生物质资源丰富可开发潜力大而且生物质能发电技术的日趋成熟,并且发展生物质绿色电能是调整能源结构实施可持续发展的战略要求。另外国内相关政策的出台将打通生物质能发电在内的绿色电力上网的瓶颈,因此生物质能发电在我国社会经济蓬勃发展的大环境下其发展走向已引起人们的关注,生物质能发电也将成为朝阳产业。

第一章 生物质能发电的技术分类

第一节 生物质直接燃烧发电技术

生物质直接燃烧发电技术是指利用生物质燃烧后的热能转化

为蒸汽进行发电,在原理上,与燃煤火力发电没有什么区别如图1-1所示。其原理是将储藏在生物质中的化学能通过在特定蒸汽锅炉中燃烧转化为高温、高压蒸汽的内能,再通过蒸汽轮机转化为转子的动能,最后通过发电机转化为清洁高效的电能。

图1-1生物质直燃发电系统示意图

简单讲整个工艺流程为:将生物质原料从附近各个收集点运送至电厂,经预处理(破碎、分选)存放到原料储存仓库,仓库容积要保证存放五天的发电原料;然后由原料输送车将预处理后的生物质送入料仓,料仓中的燃料被螺旋给料机直接送入炉膛,燃料在振动炉排上边燃烧边移动,燃尽后的炉渣由渣斗排出。送风机将空气送经空气预热器加热,之后送入炉膛保证燃料的完全燃烧,并形成高温烟气。高温烟气逐次通过四级过热器、省煤器烟气冷却器,对烟道中各个受热面加热然后进入除尘器成为符合国

1.料仓

2.锅炉

3.汽轮机

4.发电机

5.汽包

6.炉排

7.过热器

8.省煤器

9.烟气冷

却器 10.空气预热器 11.除尘器 12.引风机 13.烟囱 14.凝汽器15.循环水泵

16.凝结水泵 17.低压加热器 18.除氧器 19.给水泵 20.高 压加热器 21.送风机

22.给料机 23.灰斗

家排放标准的烟气,最后被引风机送入烟囱,排入大气。锅炉给水在汽包、下降管和水冷壁之间形成自然循环,汽包中的水经下降管分配到水冷壁中去,经过水冷壁的加热,成为汽水混合物,回到汽包后由冷水分离器分离出饱和蒸汽。饱和蒸汽依次经过四级过热器,并有减温器控制气温最终成为符合机组要求的高温、高压蒸汽。蒸汽被送入汽轮机膨胀做功,推动汽轮机转子转动,汽轮机转子带动发电机,产生电负荷.

第二节生物质气化发电技术

生物质气化发电技术是把生物质转化为可燃气体再利用可燃气体,燃气发电设备进行发电。其原理是将储藏在生物质中的化学能通过在特定气化炉中燃烧转化为可燃气体,再通过燃气机发电系统转化为清洁高效的电能如图1-2所示。

图1-2生物质整体气化联合循环工艺流程图

生物质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,包括灰分、焦炭和焦油等,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有的工艺为了提高发电效率,发电过程可以增加余热锅炉和蒸汽轮机。

所谓的生物质气化是指将固体或液体燃料转化为气体燃料的热化学过程。在这个过程中,水蒸气、游离氧或结合氧与燃料中的碳进行热化学反应,生成可燃气体。

生物质气化过程复杂,气化反应条件,气化剂的种类也各不相同,但所有气化反应的过程基本都包括生物质的干燥、热解、还原和氧化反应过程。

(1)生物质干燥。生物质本身含有一定的水分,进入气化装置后在高温作用下,生物质内的水分被加热析出。

(2)热分解反应。热解过程十分复杂,结果是大分子的碳水化合物的键被打碎,析出挥发分(主要包括氢气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、焦油和其它碳氢化合物),留下碳构成进一步反应的机体。

(3)还原反应。还原反应发生在没有氧气的条件下,生物质中的碳与气流中的二氧化碳、水、氢气发生反应,生成可燃性气体,由于是吸热反应,需外来热量维持反应温度。其中发生的主要化学反应如下:

C + CO2 2CO + △H △H=-162.41KJ

H2O + C CO + H2 + △H △H=-118.82KJ 2H2O + C CO2 + 2H2 +△H △H=-75.24KJ H2O + CO CO2 + H2 +△H △H=-43.58KJ (4)氧化反应。氧化反应由于还原反应是吸热,所以汽化器内必须保持热量供给。通常的做法是将气化残留的碳与氧进行燃烧反应来放出热量。氧化温度可达到800—1200℃,反应的化学方程式为:

C + O2 CO2

C + O2 CO

通常把热分解区和干燥区成为气化器的燃料准备区,把还原区和氧化区统称为气化区。区与区之间没有严格的界限,是相互渗透的。

生物质气化发电系统采用的气化技术和燃气发电技术不同,其系统构成和工艺过程有很大的差别。

(1)根据生物质气化形式不同分类。生物质气化过程可分为固定床气化和流化床气化两大类

(2)根据发电技术不同分类。从燃气发电过程上看,生物质发电主要有三种方式:一是将可燃气作为内燃机的燃料,用内燃机带动发电机组发电;二是将可燃气体作为燃气轮机的燃料,用燃气轮机带动发电机组发电;三是用燃气轮机和汽轮机实现两级发电即利用燃气轮机排出的高温废气把水加热成蒸汽,再用蒸汽推动汽轮机发电机组发电。

(3)根据生物质气化发电规模分类。从发电规模上生物质气化发电系统可分为大型(发电功率在5000kW以上)、中型(发电功率在500~3000kW)发电功率、小型(发电功率小于200kW)三种。

第三节生物质混合燃烧发电技术

混合燃烧发电是指将生物质原料应用于燃煤电厂中,使用生物质和煤两种原料进行发电。在原理上,与燃煤火力发电没有什么区别。其原理是将生物质和煤一起在锅炉中燃烧转化为高温、高压蒸汽的内能,再通过蒸汽轮机转化为转子的动能,最后通过发电机转化电能。

生物质和煤混合燃烧技术可分为直接混烧和气化利用两种形式。

直接燃烧是先对生物质进行预处理,然后直接送入锅炉燃烧室的利用方式。采用的方式可以是层燃流化床和煤粉炉等燃烧方式,例如芬兰的AlholmensKraft机组的装机容量为550MW采用循环流化床燃烧技术,燃料由45%的泥煤、10%的森林残留物、35%的树皮与木材加工废料,以及10%的重油或是煤组成。现阶段世界上最大的生物发电厂工艺流程如图1-3所示:

图1-3生物发电厂工艺流程图

当采用煤粉炉作为燃烧设备时,生物质的预处理可以分为以下三种方式。

(1)生物质与煤预先混合,然后经过煤粉机粉碎后,通过分配系统送至燃烧器。此方式可以充分利用原有设备,简单易行,低投资,但有可能降解锅炉的出力,限制了生物质种类和使用比例,如树皮会影响磨煤机的正常使用。

(2)生物质与煤分别处理包括计量粉碎,然后通过自管路输送至燃烧器前,此方式需要安装生物质能燃料管道,控制和维护锅炉比较麻烦。

(3)与第二种方法基本相同,不同的是为生物质准备了专门的燃烧器单独使用,此方法投资成本高,但一般不会影响锅炉正常运行。

在采用气化方式时,首先将生物质在气化炉中气化,产生燃气(主要成分为CH 4、CO 、CO 2、C M H N 、N 2)经简单的处理后,直接输送至锅炉燃烧室与煤进行混合燃烧。气化利用方式产生的燃气温度为600℃~900℃并不需要冷却过程,在炉内完全燃烧时间短,且可将生物质灰与煤分离,具有一定的灵活性。

烟气

第四节沼气发电技术

沼气燃烧发电是随着沼气综合利用的不断发展而出现的一项沼气利用技术, 它将沼气用于发动机上, 并装有综合发电装置, 以产生电能和热能, 是有效利用沼气的一种重要方式.

沼气多产生于污水处理厂、垃圾填埋场、酒厂、食品加工厂、养殖场等。沼气是在厌氧条件下有机物经多种微生物的分解与转化作用后产生的可燃性气体,属于生物质能的范畴,主要成分是甲烷二氧化碳,其中甲烷含量约为50%~70%,二氧化碳含量为30%~40%(容积比)还有少量的硫化氢、氮、氧、氢等气体,约占总含量的10%~20%。甲烷在空气中与火燃烧,转变为二氧化碳和水,并释放出能量,其化学方程式为:

CH4+2O2=2H2O+CO2+890kJ/mol沼气发酵又称为厌氧消化、厌氧发酵或甲烷发酵,是指有机物质在一定的水分、温度和厌氧条件下,通过种类繁多、数量巨大且功能不同的各类微生物的分解代谢,最终形成甲烷和二氧化碳等混合性气体(沼气)的复杂生物化学过程。沼气发酵一般可分为三个阶段:

(1)液化阶段。在液化阶段,复杂有机物(纤维素、蛋白质、脂肪等)在兼容性微生物及少数厌氧微生物的酶催化作用下降解至基本结构单位或简单有机酸、醇等。

(2)产酸阶段。液化产物被微生物吸收到菌体内,并在胞内酶的催化作用下,将他们转化为低分子化合物,如乙酸、丙酸、丁酸、及乳酸等,还有乙醇、甲醇以及氢等。乙醇数量最大约占80%。

(3)产甲烷阶段。经过前两阶段的分解作用后,有机溶液中产甲烷的基质已经很丰富以及产氨细菌的活动,使氨态氮浓度不断增高,使发酵液中的氧化还原电势降低。为产甲烷细菌提供了适宜的环境条件,促使产甲烷细菌迅速生长繁殖,将乙酸、甲酸、甲醇、氢气及二氧化碳转化为甲烷。目前已知的甲烷反应综合如

下:

①乙酸 CH3COO- + H2O CH4 + HCO3-

②甲醇 4CH3OH 3CH4 +HCO3- + H+ + H2O

③ H2、CO2 4H2 + H+ + HCO3- CH4 + 2H2O

4CH3NH3- + 3H2O 3CH4 + HCO3- + 4NH4+ + H+

④胺类 2(CH3)2NH+ + 3H2O 3CH4 + HCO3- + 2NH4+ + H+

4(CH3)3NH3++ 9H2O 9CH4 + 3HCO3- + 4HN4 + 3H+

⑤甲酸 4HCOOH + H2O CH4 + 3HCO3- + 3H+

从能量角度看,碳氢燃料可被多种动力设备使用,如内燃机、燃气轮机、锅炉(蒸汽轮机)等。燃料燃烧放出的能量通过动力发电机组的热交换器进行利用,相比不进行余热利用的机组,其综合效率高。图1-4所示是采用不同种类动力发电装置的效率,从图中可以看出采用内燃机式的结构最简单,而且具有操作简便、经济、高效等优点

图1-4不同动力设备的能量利用率

第五节生物质发电技术的特点比较

生物质发电技术集环保与可再生能源利用于一体,受到各国政府的重视,特别是在目前能源和环保的双重压力下,从战略需求出发,各国都加大投资力度进行开发利用。

生物质直燃发电技术在大规模下效率较高,但它要求生物质集中,数量巨大,如果考虑大规模收集运输,电厂的运行管理成本较高,而小规模直燃发电技术存在效率较低的问题。直燃发电技

术在国外已进入推广应用阶段,但在中国还没有形成系统性研究,许多问题亟待解决。如:以秸秆为燃料容易在炉膛内结渣、结焦或沉积于受热面,严重影响锅炉换热,甚至造成腐蚀,制约生物质锅炉长期稳定运行。

生物质和煤混合燃烧发电技术,规模灵活经济性较好。美国和欧盟已建设了混合燃烧示范工程,装机容量在50 MW~700MW。中国还处于技术研究阶段,实际应用刚刚起步缺乏自主知识产权。该技术生产实践中仍有一些实际问题需要解决,如:燃煤锅炉燃烧温度通常介于1000℃~1250℃,高于生物质的灰熔点,容易引起结渣等。

生物质气化发电技术具有有投资少,发电成本较低,灵活性好的特点,是同类技术中最具竞争力的技术之一,比较符合发展中国家的情况。但该发电技术在配套设备和系统优化集成方面仍然存在不足,电厂的自动化控制程度较低,生物质气化发电技术的成套性成为产业化的主要瓶颈。

沼气发电技术应用于畜牧场、工业废水处理沼气以及垃圾填埋场沼气。由于国产沼气发电机组主要是对柴油机进行简单改装,对发动机的热工性能研究不深,产品质量不过关,发电机组效率比国外同类机组低4%~8%,成熟的发电机组规模也只有500MW。

综上所述生物质直接燃烧、混合燃烧、沼气发电的关键设备多是引进国外技术,国内还没有消化吸收,目前不适合在国内大规模推广应用。气化发电技术具有自主知识产权,但也有许多产业化问题需要解决。

第二章生物质气化发电技术的系统构成第一节生物质气化发电机组的主要系统和设备生物质气化发电机组有六大系统组成:①气化系统;②净化系统;③发电系统;④升压并网系统;⑤监测与管理系统;⑥除灰系统。以稻壳气化发机组为例,生物质气化发电机组各个系统的主要设备如表2-1所示:

表2-1 主要设备

第二节气化系统

生物质气化按气化介质分类,可以分为使用气化介质和不使用气化介质两种。

不使用气化介质主要指的是热解气化。生物质热解气化是在完全无氧或只提供极有限氧情况下进行的热解,也可描述成生物质的部分气化。主要是生物质在一定的温度下进行分解,生成固定碳、液体(焦油)和可燃气体。

热解过程工艺参数的选择直接决定了热解产物的组成和比例,工艺参数包括:热解温度、传热速率、压力、停留时间及生物质原料的种类、粒度等。它们的主要工艺参数见表2-2:

表2-2 三类热解工艺主要参数

(1)空气气化。空气气化介质是空气,空气中的与生物质中的可燃组分进行化学反应,反应所需要的热量来源于氧化反应过程中放出的热量。整个气化过程是一个自供热系统,但由于空气中氮的存在,它不仅不参与气化反应,反而却稀释了燃气中可燃组分的含量,生成的可燃气中氮气含量高达50%左右,因而降低了燃气的热值。

(2)氧气气化。由于空气气化得到的气化气热值较低,为了提高燃气气热值,发展了气化介质为氧气的工艺。氧气气化的特点是产生的可燃性气体不会被氮气稀释,在与空气气化相同的当量比下,反应温度较高,反应速率加快,反应器容积减小,热效率提高,气化气热值有很大提高,氧气气化的气体产物热值与城市煤气相当。与空气气化相同反应温度下,耗氧量减少,当量比降低,因而也提高了气体质量。

(3)水蒸气气化。水蒸气气化是指水蒸气与高温下的生物质发生反应,它不仅包括水蒸气—碳的还原反应,还有CO与水蒸气的变换反应、甲烷反应、生物质在气化炉内的热分解反应等,其主要气化反应是吸热反应,因此水蒸气气化需要外部热源,不易控制和操作,技术复杂。

(4)空气(氧气)—水蒸气混合气化。空气(氧气)—水蒸气混合气化是指空气(氧气)和水蒸气同时作为气化质的气化过程。理论上空气(氧气)—水蒸气混合气化比单用水蒸气或空气

都优越的气化方法。一方面,气化所需要的一部分氧气可有水蒸气提供,减少了空气(或氧气)的消耗量并生成更多的H2及碳氢化合物,特别是在有催化剂存在的条件下,CO变成CO2反应的进行,降低了气体中CO的含量,使气体燃料更适合用于城市燃气;另一方面他是自供热系统,不需要复杂的外部热源。

(5)氢气气化。氢气气化是使氢气同碳及水发生反应生成大量甲烷的过程,其可燃气属于高值气体,其热值可达22260—26040kJ/m3,但其反应条件苛刻,需要在高温高压具有氢源的条件下进行,此类气化不常应用。

生物质气化是非常复杂的热化学过程,受很多因素影响。影响气化指标的因素取决于三个方面,即原料特征、气化过程的操作条件和气化反应器的连接。这些都影响产品的气产率、产品的气组成和热值、碳转化率、气化效率、气化强度等。

第三节净化系统

生物质燃气中含有各种各样的杂质,其主要成分如表2-3所示,这些杂质会导致后部气化发电设备磨损腐蚀和污染等问题。燃气净化的目标就是要根据气化工艺的特点,设计合理有效的杂质去除工艺,保证后部气化发电设备不会因杂质而导致磨损腐蚀和污染等问题。

表2-3 燃气中各种杂质的特征

生物质气化燃气含有大量微小焦炭颗粒和灰,由于焦炭的密度和直径都很小,一般的分离器难以去除,这种情况下,比较好的净化方法是过滤、水洗、气固分离。

生物质气化设备产生的燃气是一种还原性气体,其中碱金属物质大多数处于还原形式并且通常聚集在颗粒较小的飞灰上形成微小烟雾,很难去除通常采用冷凝、吸附、过滤方法去除。

气化的目标是得到尽可能多的可燃性气体,但在气化过程中,焦油是不可避免的副产物,对气化系统和用气设备都产生十分不利的影响。焦油的成分十分复杂,一般焦油的主要成分是:苯、萘、甲苯、二甲苯、苯乙烯、酚和茚。焦油对发电系统产生的危害主要有三点,(1)当燃气温度降低焦油会形成烟雾,这种焦油雾中含有大量直径小于1mm的细小液滴被气化燃气携带进入下级设备,影响其安全运行,并对用气设备产生腐蚀,冷凝下来将附着于管道内壁和有关设备表面上,对系统安全运行造成危害。(2)焦油占可燃气体能量的5%~10%在低温下难以与可燃气体一道被燃烧利用,易产生炭黑等颗粒物质,从而导致磨损和腐蚀问题。(3)焦油还会与颗粒物等其他污染物发生相互作用,比如吸附在颗粒物质上并在管道上积累起来,严重时将造成管道的堵塞。

焦油的除去方法通常可归纳为两大类①物理净化方法,包括湿法和干法;②化学净化方法,包括焦油的热裂化和催化裂化。

第四节燃气发电系统

燃气发电系统的种类有内燃机发电系统,燃气轮机发电系统,整体气化联合循环。

1.内燃机发电系统

内燃机自19世纪60年代问世以来经不断改进和发展,已经是比较完善的机械。内燃机在实际工作时,每次能量转变都必须

经历进气、压缩、做功、排气四个过程,完成四个过程就完成了一个工作循环。内燃机发电设备具有设备简单、技术成熟可靠、功率和转速范围宽、配套方便、机动性好、热效率高等特点获得了广泛应用。生物质气化气可在发动机内部燃烧,将释放出来的热能转化为机械能驱动发电机发电。

2.燃气轮机发电系统

燃气轮机是以连续流动的气体工质驱动叶轮高速转动,将燃料的能量转化为有用功的热力发动机。燃气轮机的工作过程是,压气机连续不断从大气中吸入空气并将其压缩;压缩后的空气进入燃料室,与喷入的燃料混合后进行燃烧,成为高温燃气,随即流入燃气透平中膨胀做功,推动透平叶轮带动压气机叶轮一起旋转;加热后的高温燃气做功能力显著提高,因而燃气透平在带动压气机的同时,尚有余量作为燃气轮机的输出机械功。

3.整体气化联合循环

对于燃气轮机发电系统,发电后的排烟温度在500~600℃从能量利用角度看,为其仍然携带大量的可用能量,应该加以回收利用。所以在是用燃气轮机发电的基础上,增加余热锅炉和过热器产生蒸汽,再利用蒸汽循环进行发电,可有效提高发电效率(系统效率大于40%)称为生物质气化联合循环,大规模生物质气化发电系统是国际上重点研究方向。工艺流程如2-1图所示:

图2-1生物质整体气化联合循环工艺流程图

第三章生物质气化技术常见的系统与设备

第一节生物质气化技术系统设备

气化炉是生物质气化反应的主要设备。按气化炉的运行方式不同,可以分为固定床、流化床和旋转床三种。国内目前生物质气化过程所采用的气化炉主要为固定床气化炉和流化床气化炉。固定床气化炉和流化床气化炉又有多种不同的形式,其各种类型见图 3-1 。

图3-1 生物质气化炉的分类

第二节固定床气化炉

固定床气化炉是一种传统的气化反应炉,其运行温度大约在1000℃。固定床气化炉设备简单、热效率高,处理量小,适合中、小规模的工业化生产。在固定床气化炉中,原料相对于气流处于静止状态,根据气化剂在炉内的走向,固定床气化炉可分为上吸式、下吸式和横吸式气化炉,目前较为成熟的气化反应设备为上吸式和下吸式气化炉。表3-1是两种炉型的主要特点。

在上吸式气化炉中,生物质原料有炉顶加入,气化剂由炉底部进气口加入,气流流动的方向与燃料运动方向相反,向下流动

的生物质原料被向上流动的热气体烘干、裂解、气化。其主要优点是产生气在经过裂变层和干燥层时,将其携带的热量传递给物料,用于物料的裂解和干燥,同时降低自身的温度,使炉子的热效率提高,产生气体含灰量少。如图3-2 所示。

图3-2 上吸式固定床气化炉图下吸式固定床气化炉图在下吸式气化炉中,生物质有顶部的加料口投入,气化剂可以在顶部加入,也可以再喉部加入。气化剂与物料混合向下流动。该炉的优点是,有效层的高度几乎不变、气化强度高、工作稳定性好、可以随时加料,而且气化气体中焦油含量较少。但是燃气中灰尘较多,出炉温度较高。

保证固定床下吸式气化炉的稳定运行,对于木炭和木材等优质原料并不太难,但对于秸秤和草类等物理性质较差的低品质原料就难了许多,因为秸秤等物料在挥发分大量析出后,其体积会迅速缩小,从而使得秸秤半焦依靠自身重力向下移动的能力变得很差,因此,热解层和氧化层极易发生局部穿透。为了及时填充穿透空间并阻止气流短路,合理设计加料机构和炉腔形状,辅以合理的拨火方式都是必须的。一般情况下,下吸式固定床气化炉不设炉栅,但如果原料尺寸较小也可设炉栅。其缺点是抽出气化气时要耗费较大的功率,且气化气的温度较高,需要冷却。

两种气化炉的特点比较如表3-1 所示。

表3-1 两种固定床气化炉型的特点

原料有气化炉顶部加入,气化剂

从位于炉身一定高度处进入炉内

灰分落入炉栅下部的灰室。燃气

呈水平流动,故称作横吸式气化

炉。该气化炉的燃烧区温度可达

到2000℃,超过灰熔点,容易结

渣。因此该炉只适用于焦油和灰

分不大于5%的燃料,如无烟煤、

焦炭和焦木炭。3-4 横吸式固定气化图

第三节流化床气化炉

流化床燃烧技术是一种先进的燃烧技术。与固定床相比,流化床没有炉栏,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。流化床气化炉的温度一般在750℃~800℃。这种气化炉适用于气化水分含量大、热量低、着火困难的生物质物料,但是原料要求相对小的颗粒,可大规模、高效的利用生物质能。流化床具有物料混合均匀、反应速度快、

生物质能发电技术与装备

生物质能发电技术与装备 序言 能源是国民经济重要的基础产业,是人类生产和生活必需的基本物质保障。目前,能源供应主要依靠煤炭、石油和天然气等化石能源,化石能源资源的有限性和化石能源开发利用过程中引起的环境问题,对经济和社会的可持续发展产生了严重的制约。我国已成为能源生产和消费大国,在全国建设小康社会的进程中,如何改善能源结构,保障能源安全,减少环境污染,促进经济和社会的可持续发展,是我国面临的一个重大战略问题。 生物质是由植物的光合作用固定于地球上的太阳能,每年净光合作用产生的生物质约1700亿吨,其能量约相当于世界主要燃料消耗的10倍,而作为能源的利用量还不到其总量的1%。这些未加以利用的生物质,为完成自然界的碳循环,其绝大部分由自然腐节将能量和碳素释放,放回自然界中。另一方面,由于过度消费化石燃料,过快、过早地消耗了这些有限的资源,释放出大量的多余能量和碳素,打破了自然界的能量和碳平衡,更加剧了环境和全球气候恶化。 通过生物质能转换技术可以高效地利用生物质能源,生产各种清洁燃料,替代煤炭、石油和天然气等燃料生产电力,从而减少对矿物能源的依赖,保护国家能源资源,减轻能源消费给环境造成的污染。目前,世界各国,尤其是发达国家,都在致力于开发高效、无污染的生物智能利用技术,以达到保护矿产资源,保障国家能源安全,实现CO2减排,保持国家经济可持续发展的目的。 一、生物质 生物质是指通过光合作用而形成的各种有机体,包括所有的动植物和微生物。 二、生物质能 生物质能(biomass energy ),就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,可转化为常规的固态、液态和气态燃料,取之不尽、用之不竭,是一种可再生能源,同时也是唯一一种可再生的碳源。生物质能的原始能量来源于太阳,所以从广义上讲,生物质能是太阳能的一种表现形式。目前,很多国家都在积极研究和开发利用生物质能。生物质能蕴藏在植物、

生物质能发电技术现状与展望_黄英超

能源作为一种最重要的地球资源,是生产力的核心,是经济增长和发展的前提,是解决环境问题的先决条件。进入21世纪,中国经济高速发展,能源短缺、环境污染等问题日益突出。中国已成为世界上的第二大能源消费国[1],能源缺口将不断加大。过去10年里,中国电力工业高速发展,截至2004年5月,中国的发电装机容量达到4亿千瓦[2],是 1990年发电量的3倍多,但在2002年还是再度出 现大范围缺电现象,而且越来越严重,缺电的省市区由2002年的12个增加到2003年底的21个, 2004年达到24个,三季度高峰时段全国估计缺电3000万千瓦,造成严重缺电局面。同时,全国还 有约2万个村[3],约800多万农户、3000多万人口没有电力供应,远离现代文明。 近年来,世界各国对资源丰富、可再生性强、有利于改善环境和可持续发展的生物质资源的开发利用给予了极大关注。生物质资源利用中的生物质发电技术成为研究和利用的热点。生物质能发电技术就是利用生物质本身的能量[4],将其转化为可驱动发电机的能量形式,如燃气、燃油、酒精等,再按照通用的发电技术发电,然后直接提供给用户或并入电网提供电能。截至2005年底,我国发电装机总容量达到5亿千瓦[5],其中生物质能 发电装机容量200多万千瓦[6],仅占我国发电装机总容量的0.004%。本文针对生物质燃烧发电、生物质气化发电、沼气工程发电等几项生物质能发电技术及其国内外研究现状、存在问题等进行分析和论述。 1生物质燃烧发电 生物质燃烧发电是将生物质与过量的空气在锅 炉中燃烧[7],产生的热烟气和锅炉的热交换部件换热,产生的高温高压蒸汽在燃气轮机中膨胀做功发出电能。在生物质燃烧发电过程中,一般要将原料进行处理再进行燃烧以提高燃烧效率。例如,燃烧秸秆发电时,秸秆入炉有多种方式:可以将秸秆打包后输送入炉;也可以将秸秆粉碎造粒(压块)后入炉或与其他的燃料混合后一起入炉。生物质燃烧发电的技术已基本成熟,已进入推广应用阶段,这种技术大规模下效率较高,单位投资也较合理,但它要求生物质集中,数量巨大。 生物质燃烧发电技术作为一种重要的能源获取手段应用于实际的历史不长,从20世纪90年代起,丹麦、奥地利等欧洲国家开始对生物质能发电技术进行开发和研究[8]。经过多年努力,已研制出用于木屑、秸秆、谷壳等发电的锅炉。丹麦各电力组织为此进行了规划,筛选了一批研究项目,并重点对燃烧秸秆和木屑的锅炉与大型燃煤锅炉并联运行发电供热进行了研究。在BWE公司的技术支撑下,1988年诞生了世界上第一座秸秆生物燃烧发电厂。如今已有130家秸秆发电厂遍及丹麦,秸秆 生物质能发电技术现状与展望 黄英超,李文哲*,张波 (东北农业大学工程学院, 哈尔滨150030) 摘要:文章综述了物质燃烧发电、生物质气化发电、沼气工程发电等生物质能发电技术及其发展现状和存 在的问题。生物质能发电技术的加速发展,实现了大量废弃生物质能的利用。在我国电力短缺的条件下,生物质能发电将有广阔的发展前景。 关键词:生物质能;生物质燃烧发电;生物质气化发电;沼气工程发电中图分类号:TM611;Q77 文献标识码:A 收稿日期:2006-04-14 基金项目:国家自然科学基金项目(50376009);黑龙江省科技攻关 (GC03A304)作者简介:黄英超(1978-),男,黑龙江人,硕士研究生,研究方向为能源与动力工程。 *通讯作者E-mail:linwenzhe9@163.com 第38卷第2期东北农业大学学报38(2):270 ̄274 2007年4月JournalofNortheastAgriculturalUniversity April2007 文章编号 1005-9369 (2007)02-0270-05

生物质能发电行业风险分析报告

生物质能发电行业风险 分析报告 Corporation standardization office #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8

摘要 2005年底以前,我国生物质能发电规模较小,发展速度较慢,生物质能发电总装机容量约200万千瓦,主要是农业加工项目产生的现有集中废弃物的资源利用项目,其中以蔗渣发电为主,总装机量约为170万千瓦,其余是碾米厂稻壳气化发电等。 随着《可再生能源法》和相关可再生能源电价补贴政策的出台和实施,我国生物质发电投资热情迅速高涨,启动建设了各类农林废弃物发电项目。我国生物质能发电技术产业呈现出全面加速的发展态势。2006-2009年,生物质发电的投资总额由168亿元增加到452亿元,年均增长率在30%以上;已经投产的总装机规模由2006年的140万千瓦增加到2009年的430万千瓦,年均增长率在30%以上。从数据来看,生物质发电的增长速度逐年下滑,但仍然处于非常高的水平。 我国生物质能发电技术主要以秸秆直燃和垃圾焚烧发电为主。截止到2009年底,我国秸秆直燃发电总装机容量为265万千瓦,占所有生物质能发电的62%;垃圾焚烧发电总装机容量为125万千瓦,占所有生物质能发电的29%;其他气化发电、沼气发电、混燃发电等所占比例很小,总共占有不到10%的比例。 生物质能发电行业的区域分布特征比较明显,一方面是资源因素导致,另一方面是生物质能发电本省的生产特性导致。具体的说,燃料资源丰富的地区建设生物质能发电项目规模效益高,这有利于降低成本。从已经投产的生物质发电的地区分布来看,截止到2009年12月底,生物质发电厂主要集中在华东地区,尤其是江苏和山东两省,投产生物质电厂数量分别占了全国的%和%。 目前生物质电厂项目多基于电力产业利润、项目环保所享有的多项优惠政策,对产业链构建和产业做大等问题规划明显不足,例如产业应拉动的原材料专业批发市场在规模、数量上都尚不成气候,此外项目所产生的灰渣利用率也明显偏低,尚没有灰渣农用肥专业加工企业对灰渣进行加工利用,项目边际收益和环保效益没有得到充分实现。 我国生物质能发电行业还处于导入期,产业规模还很小,在整个可再生能源发电中的比例只有%左右,受到其他新能源发电的冲击较大;大多数的企业还处于亏损状态,少数效益较好的企业利润也不大,很多企业要时不时处于停产状态,整个行业的生产状况不稳定。生物质能发电的技术还不够成熟。 根据《可再生能源发展“十一五”规划》和《可再生能源中长期发展规划》,2010年中国生物质发电将达到550万千瓦,到2020年将上涨到3000万千瓦。2010年,国家对生物质能发电的各项政策还在完善,各主要企业的在建项目也顺利进行,预计到2010年底,建成的生物质能发电总装机规模要超过550万千瓦,行业继续保持较快的发展速度。 政府在生物质能发电行业的投资方面,虽然会受到经济景气程度的一些影响,但是考虑到生物质能发电投资总量较小,份额更小,我们预计只要中国经济不出现硬着陆,主管部门对生物质能发电行业发展的政策思路将不会有大的变化,行业规模和地位将会继续提升。

新能源发电技术复习提纲(含参考答案)

新能源发电技术复习提纲 电自0810班整理 一、绪论 1. 目前新能源中有一定规模应用的主要有哪些? 新能源在电力工业中有一定规模应用的主要是核能发电、太阳能和风能发电,其他的新技术有地热能、海洋能、氢能及生物质能等。 2.简要分析目前我国能源结构现状及存在问题,并说明大力开展新能源开发的意义。 书P6~12 开发新能源的必要性 常规能源化石燃料逐渐被消耗枯竭 全球油价、煤价迅速上涨 全球气候变化 人类渴求可持续发展 3.从可持续发展的角度出发,概述能源的分类。 如果从可持续发展的角度出发,对能源最有意义的分类是可再生能源和不可再生能源。 不可再生能源: 传统的煤、石油、天然气等化石燃料. 可再生能源:可燃性可再生物质和垃圾;水力发电;地热能;太阳能;风力发电;潮汐、波浪和海流发电等。 二、核能 1.简述原子的组成结构。 ?原子是构成自然界中各种元素的基本单元,所有物质都是由分子构成的,而分子是由原子构成的。 ?原子是由原子核和围绕原子核运动的电子构成的,原子核是由结合在一起的质子和中子构成的,质子和中子都被成为核子。 2.简述核裂变与核聚变的区别。 核裂变 较重的原子核分裂为两个或多个较轻原子核的反应就是核裂变。 由于质量数的原子核的平均结合能不同,那么,当一个较重的原子核(如铀-235)裂变为两个质量数中等的较轻原子核以后,生成的两个较轻的原子核的结合能之和大于原来原子核的结合能,多出的部分即为核裂变反应放出的能量,称为裂变能。 裂变之后,裂变产物的质量总数略少于裂变之前原子核质量,亏损的质量转化为裂变能。 核聚变 两个轻核聚合成重核的反应就是核聚变。如两个氘核结合成稳定的氦核的过程,较重的原子核的结合能大于原来两个轻核的结合能之和,多出的部分即为核聚变放出的能量。 结合能是和质量亏损相对应的,在裂变反应和聚变反应中,都有净的质量减少,减少的质量转化为能量。从核能利用角度看,核聚变反应具有很多优点,但是要实现可利用的受控核聚变,还需要解决很多技术难题,目前,核能利用指的是核裂变能的利用。 3.核电厂与常规火电厂的热能来源有何不同? 核电厂中核裂变能也是以热能的形式利用的,因此,和常规火电厂类似,核电厂也要通过蒸

生物质能发电综述

生物质能发电综述 引言 能源是人类社会生存、国民经济发展的必备资源和重要战略物资。能源紧缺以及由于能源消费而产生的生态环境恶化,促使世界各国寻找清洁、高效的新型替代能源。生物质能发电是可再生能源中最重要的组成部分,具有良好的社会效益和经济效益,已受到世界各国政府的高度重视。 本文系统介绍了生物质能的基本概念,生物质发电技术以及生物质能在国内外的应用情况。并对生物质发电的发展前景进行了展望,对我国在生物质能发电方面存在的主要问题提出了一些建议。 1、生物质能发电的内涵和特点 生物质具可再生性、低污染性、低密度性,而且生物质能分布广泛,蕴藏量巨大,地球上光合作用每年生产约2.2×1011t干生物质,相当于全球能源消费总量的10倍左右。 生物质能是人类赖以生存的重要能源,是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消耗总量第四位的能源。生物质能源作为一种洁净而又可再生的能源,是唯一可替代化石能源转化成气态、液态和固态燃料以及其他化工原料或者产品的碳资源。生物质发电是利用生物质所具有的生物质能进行的发电,是可再生能源发电的一种。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,是取之不尽、用之不竭的能源资源,是太阳能的一种表现形式。 生物质能发电主要利用农业、林业和工业废弃物、甚至城市垃圾为原料,采取直接燃烧或气化等方式发电,包括农林废弃物直接燃烧发电、农林废弃物气化发电、垃圾焚烧发电、垃圾填埋气发电、沼气发电。近年来,国内外能源、电力供求日趋紧张,作为可再生能源的生物质能越来越凸显出其必要性。 2、生物质能发电的主要技术 2.1生物质直燃发电 生物质直接燃烧发电是指把生物质原料送入适合生物质燃烧的特定锅炉中直接燃烧,产生蒸汽,带动蒸汽轮机及发电机发电。已开发应用的生物质锅炉种类较多。如木材锅炉、甘蔗渣锅炉、稻壳锅炉、秸秆锅炉等。其适用于生物质资源比较集中的区域,如谷米加工厂、木料加工厂等附近。因为只要工厂正常生

生物质发电技术论文

生物质发电技术论文 摘要:生物质能作为可再生的清洁能源,将其用于发电,不仅可以解决日趋增大我国的供电需求、能源缺乏及环境污染等问题,同时可以有利于解决三农问题,提高农民收入,具有广阔的应用前景。 前言 在社会经济和科学技术飞速发展的推动下,人们对能源需求量也日趋增大,而不可再生能源有限,能源衰竭和环境污染成为世界各国面临的主要生存危机[1]。探寻安全环保无污染的、可再生的替代性新型能源是当今社会研究的热门课题之一。在这些新型的清洁能源中,太阳能、风能及水能由于受到时间、季节及地理位置等自然条件的影响,其不稳定性很大程度阻碍了其发展[2]。 生物质可再生能源总量巨大;环境友好,与煤炭石油相比,生物质资源的硫、氮含量低,对环境污染小,二氧化碳即排放量近似为0;其开发利用能与传统化石燃料具有很好的兼容性。生物质能源由于具有可再生、绿色环保及良好的兼容性(煤粉炉共燃生物质技术)等特点,有望替代传统的化石燃料发电(火力发电),因此生物质发电技术的研究受到人们极大的关注。我国生物质资源丰富,人口众多耗电量大,然而我国生物质发电技术仍处于起步阶段,因此开发生物质能发电的技术对我国供电、节能减排及可持续发展都有深远的意义。 1生物质发电技术的研究现状 生物质发电技术是采用燃烧、气化及发酵等方式将生物质资源转化为电能的一种技术,作为新型的可替代型新能源,生物质发电技术引起全世界人们的关注及研究。生物质发电是分布式发电系统,能很好的解决供电的质量及安全,也可以解决传统单一供电的各种弊端。 国外发达国家生物质发电技术发展起步较早、发展较快,生物质能在这些国家的总能耗迅速增加。欧洲是生物质发电技术的发源地,而且发展迅速,新技术不断出现,并向其他国家提供了技术及生产设备上的支持。美国后来居上,目前在生物质发电技术处于世界领先地位,生物质发电站有1000多家,装机容量(2010年,13000MW)及年发量世界之最。 我国对生物质发电技术研究起步较晚,直到1987年,我国才开始尝试利用生物质(甜菜渣或蔗渣)发电。目前全国已建成投产的和在建的生物质发电厂还不到50家,大规模的生物质发电厂就更少了,装机容量约为550MW(2010年)。目前,

2017年中国生物质能发电行业现状及未来发展趋势分析

2017年中国生物质能发电行业现状及未来发展趋势分析 1、生物质能发电行业基本情况 生物质(Biomass)是地球上最广泛存在的物质,包括所有的动物、植物和微生物,以及由这些有生命物质派生、排泄和代谢的许多物质。生物质发电(BiomassPower)是利用生物质所具有的生物质能进行发电,是可再生能源发电的一种。生物质发电分为直接燃烧发电、混合燃烧发电、生物质气化发电和沼气发电等不同类型。生物质发电技术是目前生物质能应用方式中最普遍、最有效的方法之一,在欧美等发达国家,生物质能发电已形成非常成熟的产业,成为一些国家重要的发电和供热方式。 生物质能发电形式 (1)行业发展概况 ①生物质能是一种环保、可再生、亟待发展的能源形式 生物质能是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,取之不尽、用之不竭,其具有蕴藏量大、普遍性、易取性、挥发性高、炭活性高、易燃性的特点。生物质能源是目前世界上应用最广泛的可再生能源,消费总量仅次于煤炭、石油、天然气,位居第四位,它也是唯一可循环、可再生的炭源。现代生物质能源具备显著环保特性,实现碳零循环,排放少量的氮氧化物和硫化物。 近年来,我国经济持续快速发展,能源需求持续加速增加,2020年前要实

现国内生产总值比2000年翻两番的目标,将持续面临着重化工业新一轮增长、国际制造业转移及城市化进程加速的新情况,经济发展对能源的依赖度将不断增加,能源问题已经成为制约经济社会发展、人民生活水平提高的“瓶颈”所在。在加强常规能源开发和大力推动节能的同时,改变目前的能源消费结构,向能源多元化和清洁能源过度,已迫在眉睫。2015年全国能源消费总量约3,014百万吨油当量,其中原煤占63.7%、原油18.6%、天然气5.9%、水电、核电、风电、太阳能和生物质等新能源比例较低,约11.9%。我国1993年成为石油净进口国,2014年我国石油对外依存度达到59.43%,能源安全保障压力巨大。随着生物质能源利用技术的成熟,经济成本的下降,生物质能源替代比例将会越来越高,生物质能源的大规模利用可以进一步促进资源更加合理有效的利用,增强能源安全保障,使我国能源、经济与环境实现可持续发展。 2015年全球能源消费结构

光伏发电综述

光伏发电综述 摘要:人类对能源安全的担忧和环境恶化的焦虑,使得充分利用可再生能源已经成为全球共识。以 半导体光生伏打效应为基础的光伏发电技术,能满足人类的需要。太阳能光伏发电作为一种即清洁 又环保的绿色能源,是急需的能源补充,又是未来能源结构的基础。本文介绍了太阳能光伏发电的 原理、光伏发电系统的运行方式及大规模光伏发电对电力系统影响。 关键词:光伏发电;光伏系统;电力系统;综述 Summarization of PV Generation HONG Jia-rong College of energy resources, Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China Abstract:The human concern for energy security and environmental deterioration, anxiety, makes full use of renewable energy has become a global consensus. Photovoltaic power generation technology to the photovoltaic effect as the foundation, can satisfy human needs. Solar photovoltaic power generation as a clean and environmentally friendly green energy, is in urgent need of energy supplement, is the basis of energy structure of the future. This paper introduces the influence of operation mode and principle, photovoltaic system of solar photovoltaic power generation and generation of large-scale photovoltaic power system. Key words: Photovoltaic power generation; Photovoltaic system; Power system; Review 人类对化石能源枯竭、能源安全和环境恶化的担忧导致对清洁、可再生能源的需求增大,许多国家已经做出大规模开发利用太阳能发电、风力发电的决策和规划,一个以新能源发电为标志的电力系统新时代正在到来。 研究和实践表明,太阳能是资源最丰富的可再生能源,它分布广泛,可再生,不污染环境,是国际公认的理想替代能源。在长期能源战略中,太阳能光伏发电将成为人类社会未来能源的基石,世界能源舞台的主角。它在太阳能热发电、风力发电、海洋发电、生物质能发电等许多可再生能源中具有更重要的地位。现在世界上许多国家都加大了对太阳能光伏发电技术的研究,并制定了相关的政策鼓励太阳能产业的发展。近几年,世界太阳能电池组件的年平均增长率为33 %,光伏产业已成为当今发展最迅速的高新技术产业之一。 1 全球的能源局势 据国际能源权威年鉴《BP世界能源统计2005》6月发布的数据显示,2004年世界一次能源消耗量为1 . 02×1010t石油当量。到2005年底,世界石油可采量为45年,天然气可采量为61年,煤炭可采量为230年。图1为我国与世界主要常规能源储量预测图。 从图1可以看出,全球常规能源可开采量已屈指可数。中国的常规能源远远低于世界平均水平,约为世界总储量的10%。从长远来看,太阳能将是未来人类主要的能源来源,可以无限期使用,因此世界上许多发达国家和部分发展中国家都十分重视太阳能在 未来能源供应中的重要作用。太阳能光伏发电与传统发电方式相比具有下列优点: (1)数量巨大。每年到达地球表面的太阳辐射能约为1 . 8×1014t标准煤,即约为目前全世界所消费的各种能量总和的1 × 104倍。 (2)清洁干净。太阳能安全卫生,对环境无污染,不损害生态环境,是当之无愧的“清洁能源”。 (3)获取方便。太阳能分布广泛,既不需开采和挖掘,又不用运输,对解决边远山区以及交通不便的乡村、海岛的能源供应具有很大的优越性。

生物质发电技术

生物质发电技术 1.概述 我国生物质能资源非常丰富,农作物秸秆资源量超过7.2亿t,其中6.04亿t可作能源使用。秸秆资源是新能源中最具开发利用规模的一种绿色可再生能源,如果将这些秸秆资源用于发电,相当于0.9亿kw火电机组年平均运行5000h,年发电量为4500亿kWh。秸秆为低碳燃料,且硫含量、灰含量均比目前大量使用的煤炭低,是一种较为“清洁”的燃料,在有效的排污保护措施下发展秸秆发电,会大大地改善环境质量,对环境保护非常有利。在农村推广实施秸秆发电技术,在节省不可再生资源、缓解电力供应紧张等方面都具有特别重要意义。 1.1 我国利用秸秆发电的市场分析 目前生物质能秸秆发电技术的开发和应用,已引起世界各国政府和科学家的关注。它们都将生物质能秸秆发电技术作为21世纪发展可再生能源战略的重点工程。根据我国新能源和可再生能源发展纲要提出的目标,至2010年,我国生物质能发电装机容量要超过:300万kw。因此,从中央到地方政府都制定了一系列补贴政策支持生物质能技术的发展,加快了技术商业化的进程。随着我国国民经济的高速发展和城乡人民生活水平的不断提高,既有经济、社会效益,又能保护环境的秸秆发电技术的利用前景将会越来越广阔。 根据国家对可再生能源发电的一系列优惠政策,秸秆发电厂所发电量由电网全额收购;上网电价经当地省政府价格主管部门按现行电价政策提出上报国家发展和改革委员会核批后,一般在0.50~0.60元左右;进口设备的关税和进口环节增值税全免,同时,各地方省市还因地制宜地制定了其它的补贴政策。这些政策的出台为秸秆发电在农村的推广利用提供了有力的保障。可以预见,在我国农村推广生物质能秸秆发电技术市场广阔,前景光明。2.生物质秸秆发电秸秆燃烧方式: 2.1秸秆直接燃烧发电 直接燃烧发电的过程是:生物质与过量空气在锅炉中燃烧,产生的热烟气和锅炉的热交换部件换热,产生出的高温高压蒸汽在蒸汽轮机中膨胀做功发出电能。 秸秆直接燃烧发电技术已基本成熟,进入推广阶段,这种技术在规模化情况下,效率较高,单位投资也较合理;但受原料供应及工艺限制,发电规模不宜过大,一般不超过30MW。 2.2 秸秆混燃发电 混合燃烧发电包括:直接混合燃烧发电、间接混合燃烧发电和并联混合燃烧发电,其中直接混合燃烧发电是主要的应用方式。直接混合燃烧发电是将秸秆燃料与化石燃烧在同一锅炉内混合燃烧产生蒸汽,带动汽轮机发电。 2.3 气化发电 气化发电是在气化炉中将秸秆原料气化,生成可燃气体,经过净化,供给内燃机或小型燃气轮机,带动发电机发电。一般规模较小,多数不大于6MW。 3. 生物质能秸秆发电的工艺流程 3.1 秸秆的处理、输送和燃烧 发电厂内建设独立的秸秆仓库,秸秆要测试含水量。任何一包秸秆的含水量超过25%,则为不合格。在欧洲的发电厂中,这项测试由安装在自动起重机上的红外传感器来实现。在国内,可以手动将探测器插入每一个秸秆捆中测试水分,该探测器能存储99组测量值,测量完所有秸秆捆之后,测量结果可以存入连接至地磅的计算机。然后使用叉车卸货,并将运输货车的空车重量输入计算机。计算机可根据前后的重量以及含水量计算出秸秆的净重。 货车卸货时,叉车将秸秆包放入预先确定的位置;在仓库的另一端,叉车将秸秆包放在

2019年国内生物质发电行业分析

2019年国内生物质发电行业分析 自石油危机爆发以来,发达国家开始致力于石油能源替代品——可再生能源的研究。可再生能源受到关注的主要处于对能源安全、能源多元化、环境保护等方面的考虑。在可再生能源中,生物质能是比太阳能、风能、地热能等能源利用范围更广,发展潜力巨大。 虽然我国生物质能产业发展较晚,但生物质发电技术的推广应用适应了我国能源战略多元化和发展绿色低碳经济的需求,因此得到在国家产业政策的大力支持。生物质发电产业取得了突飞猛进的发展,生物质发电产业日趋成熟。 2019年生物质装机容量占比达到2.8%,虽然目前占比较小,但生物质装机发电在可再生能源体系中的比重不断上升,说明市场发展潜力较大。 2015-219年可再生能源发电行业生物质装机容量占比情况

在发电占比方面,生物质发电量占比为5.4%,明显高于其装机容量占比。说相较其他可再生能源,生物质发电运行效率更高。 2017年以来,生物质发电行业装机建设进度明显加快,2019年行业装机新增规模为26.6%,增速创新高,累计建成装机容量2254万千瓦。 2019年生物质发电投资热点区域集中在广东,山东,江苏,安徽,浙江等地,五地新增装机容量248.7万千瓦,占比53.6%。 发电方面,2019年中国生物质发电规模为1111亿千瓦时,较2018年906亿千瓦时,增长22.6%。

2019年山东生物质发电140.8亿千瓦时,占比12.7%;广东发电120.2亿千瓦时,占比10.8%;江苏110.4亿千瓦时,占比9.9%;浙江106.7亿千瓦时,占比9.6%;安徽97.7亿千瓦时,占比8.8%。 中国新能源产业跟国家产业政策具有较强相关性。在政策的支持和引导下,生物质发电行业才得以快速发展。 2020年生物质发电行业政策密集出台。4月3日由中国发改委最新出台的《关于有序推进新增垃圾焚烧发电项目建设有关事项的通知》和《关于稳步推进新增农林废弃物发电项目建设有关事项的通知》,在前期政策基础上,指出新增项目由可再生能源资金年度增收水平决定,分批有序进入补贴清单。电价以收定支的政策有利于资源强的国企和运营/盈利能力突出的民企。 生物质发电主要政策

生物质固化技术

生物质压缩成型技术 中国拥有丰富的生物质能资源,目前可供利用开发的资源主要为生物质废弃物,包括农作物秸秆、薪柴、禽畜粪便、工业有机废弃物、城市固体有机垃圾等。生物质能是唯一的一种既可再生,又可储存与运输的能源。我国生物质资源丰富,总量达9亿多吨,但存在能量密度低、生产具有季节性、资源分散、运输难、储运损耗大等缺点,成为制约我国生物质规模化利用的主要瓶颈。生物质固化技术是指具有一定粒度的农林废弃物干燥后在一定的压力作用下,可连续挤压制成棒状、粒状、块状等各种成型燃料的加工工艺,该技术大大提高了单位体积燃料的品质,便于储存和运输。 生物质压缩成型原理植物细胞中含有纤维素、半纤维素和一定量的木质素。其中具有一定含水率的纤维素在力的作用下可以形成一定的形状,而木质素具有胶黏作用。当温度达到70~100℃时,木质素开始软化,并有一定的黏度,当达到200~300℃时,呈熔融状,黏度变高,此时若施加一定的外力,可使它与因受热分子团变形的纤维素紧密粘结,并与相邻颗粒互相胶接,使体积变小,密度增大,取消外力后,由于非弹性或粘弹性的纤维分子间的相互缠绕和绞合,其仍能保持给定形状,冷却后强度进一步增加,成为成型燃料。

生物质压缩成型工艺一般流程为:生物质收集、粉碎、脱水、预压、压缩、加热、保型、切割、包装、储存运输。(1)生物质收集是十分重要的工序。在工厂加工的条件下要考虑三个问题:一是加工厂的服务半径;二是农户供给加工厂原料的形式是整体式还是初加工包装式;三是原料的枯萎度,也就是原料在田间经风吹、日晒,自然状态的脱水程度。(2)粉碎一般高压设备的颗粒可以适当大些,10mm 左右为好;中、低压应小些,但螺旋式设备不能小于2mm,否则要影响密度和生产率。(3)脱水成型中水分含量很重要,国内外使用的都是经验数据,不是理论计算数据。水分含量超过经验上线值时,加工过程中,温度升高,体积突然膨胀,易产生爆炸,造成事故;若水分含量过低,会使成型成为问题。因此生物质原料粉碎后,要一个脱水程序。(4)预压预压是为了提高生产率,即在推进器“进刀”前把松散的物质预压一下,然后退到成型模前,被主推进器推到“模子”中压缩成型。预压多采用螺旋推进器、液压推进器。(5)压缩目前我国最常用的是螺旋挤压式成型。螺旋挤压式成型机利用螺杆挤压生物质,靠外部加热,维持成型温度为150~300℃使木质素、纤维素等软化,挤压成生物质压块。(6)保型该程序是在生物成型后的一般套筒内进行的,其内径略大于压缩成型的最小部位直径,以便使已成型的生物质消除部分应力,随着温度的降低,使形状固定下来。

2020年生物质发电行业分析报告

2020年生物质发电行业分析报告 2020年4月

目录 一、行业主管部门、监管体制、主要法律法规及政策 (4) 1、行业主管部门和监管体制 (4) 2、行业主要法律法规及政策 (4) 二、行业发展概况 (7) 1、我国生物质资源储备丰富 (8) 2、我国生物质发电行业起步晚,占比低 (9) 3、政策带动下,生物质发电行业有望迎来加速发展期 (10) 三、行业竞争情况 (11) 四、进入行业的主要障碍 (11) 1、行业准入和运营认可壁垒 (11) 2、资金壁垒 (12) 3、环保壁垒 (12) 五、行业利润水平的变动情况和原因 (13) 六、行业市场供求状况及变动原因 (13) 七、影响行业发展的因素 (14) 1、有利因素 (14) (1)国家政策的大力支持 (14) (2)国内碳交易市场启动 (14) (3)我国生物质资源丰富 (14) (4)生物质能发电技术日益成熟 (15) (5)北方地区清洁供暖需求为生物质发电来带新的机遇 (15) 2、不利因素 (16)

(1)国家相关优惠政策的配套措施尚不完善,部分政策落实不到位 (16) (2)秸秆的收储运体系建设滞后,成本控制难度较大 (16) 八、行业技术水平及技术特点,周期性、区域性和季节性特征 (17) 1、行业技术水平及技术特点 (17) 2、行业周期性、区域性和季节性特征 (17) (1)行业周期性特征 (17) (2)行业区域性特征 (18) (3)行业季节性特征 (18) 九、行业上下游之间的关联性 (19) 十、行业主要企业简况 (19) 1、国能生物发电集团有限公司 (19) 2、重庆三峰环境集团股份有限公司 (20) 3、绿色动力环保集团股份有限公司 (20) 4、中国光大绿色环保有限公司 (21) 5、瀚蓝环境股份有限公司 (21) 6、启迪环境科技发展股份有限公司 (22)

新能源研究综述

新能源发展状况研究综述 摘要:进入21世纪,保护环境和可持续发展成为时代的主题,传统能源作为不可再 生资源不仅带来严重的环境问题而且其不可再生性也限制了传统能源的使用。因此,优先发展新的清洁能源成为世界各国面临的重大任务。风能、水能、太阳能和生物质能不仅不会污染环境而且储量丰富可以循环利用。本文重点研究了国内外新能源的发展状态和使用情况。关键词:风能;水能;光电产业;生物质能 1前言 近年来,能源危机已经是一个人类共同面临的世界性难题。20世纪的两次界范围内的石油危机,使人们意识到寻求和发展可以替代化石燃料的其他能源的重要性和紧迫性。中国的经济建设迅速发展使能源消耗爆发式增长,如果要减轻中国对石油和天然气进口的依赖, 可再生能源将作为主要补充能源之一。此外,大规模开发利用石化能源也带来气候变化、环境污染等问题。2007年2月2日,联合国气候变化专门委员会(IPCC) 于法国巴黎公布了《气候变化2007:科学基础:》的《决策者摘要》,浓缩了全球几千位科学家在过去6 年对气候变化的成因、程度和未来变化预测的最权威共识。摘要预计,按目前进展趋势,在最坏的情况下,到21 世纪末全球平均气温就可能陡升6.4度。因此,世界上许多国家都把发展可再生能源作为实现可持续发展的重要选择。2005 年 2 月,《京都议定书》正式生效,,成为各国尤其是欧洲发展可再生能源的新动力。截止到2005年底,全球已有35 个发达国家和100个发展中国家制定了可再生能源的发展目标。2005 年2 月28日中国第十届全国人民代表大会常务委员会第十四次会议通过了《中华人民共和国可再生能源法》,于2006 年1 月1 日开始实施,成为实施可再生能源发电固定电价政策的第6个发展中国家。中国在2005年11 月组织召开了有80 多个国家参加的“2005国际可再生能源大会”会上提出了促进全球可再生能源发展行动的《北京宣言》,中国在发展可再生能源方面的行动为世界瞩目。2006年2月9日国务院出台的《国家中长期科学和技术发展规划纲要》中明确提出:到2020年,可再生能源在中国能源结构中的比重将达到16%。 目前,被广泛使用的可再生能源有风能、水电、光伏发电和生物质能。风能是地球表面大量空气流动所产生的动能,由于地面各处受太阳辐照后气温变化不同和空气中水蒸气的含量不同,因而引起各地气压的差异,在水平方向高压空气向低压地区流动,即形成风,风能资源决定于风能密度和可利用的风能年累积小时数。水能是一种可再生资源,是指水体的动能、势能和压力能等能量资源,水能或称为水力发电,是运用水的势能和动能转换成电能来发电的方式。通常说的太阳能发电指的是太阳能光伏发电,简称“光电”,光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。生物质能,就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式,即以生物质为载体的能量,它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,可转化为常规的固态、液态和气态燃料,取之不尽、用之不竭,是一种可再生能源,同时也是唯一一种可再生的碳源。

生物质发电技术分析比较

第26卷第3期2008年6月 可再生能源 RenewableEnergyResources V01.26No.3 Jun.2008生物质发电技术分析此较 吴创之,周肇秋,马隆龙,阴秀丽 (中国科学院广州能源研究所中国科学院可再生能源与天然气水合物重点实验室,广东广州510640) 摘要:文章主要对三类生物质发电技术进行了分析比较。生物质混烧发电技术在已有燃煤电站的基础上将生物质与煤混烧发电。投资成本是三类技术中最少的,但可能降低原燃煤电站效率。由于低热值燃气轮机技术尚未成熟,因此生物质气化发电技术仅适用于10MW以下中小规模发电系统,气化一余热发电系统效率较高,特别适用于5-6MW的发电系统。生物质直接燃烧发电技术比较成熟,但在小规模发电系统中蒸汽参数难以提高,只有在大规模利用时才具有较好的经济性。比较适合于10MW以上的发电系统。 关键词:生物质;发电;分析 中图分类号:TK6;TM619文献标志码:A 文章编号:1671-5292(2008)03—0034埘 J1--1■■‘-■l-o UomoarattvestudyOnblomassDowergenerationtechnologiesWUChuang-zhi,ZHOUZhao-qiu,MALong-long,YINXiu—li (KeyLaboratoryofRenewableEnergyandGasHydrateofCAS,GuangzhouInstituteofEnergyConversion,ChineseAcademyofSciences,Guangzhou510640,China) Abstract:Thispaperpresentsacomparativeanalysisonthreekindsofbiomasspowergenerationtechnologies.Theresultsshowthatcofiringofbiomasswithcoalinexistingpowerboilersisconsid·eredtobethemosteconomictechnologywithrelativelylowinvestment,buttheadditionofbiomassmayreducetheefficiencyoftheexistingpowerplant.Biomassgasificationandpowergenerationtechnologyareecongmicallyfeasibleifthecapacityofplantislessthan10MW,duetogas turbinefueledwithlowheatingvaluefuelgasesisnotavailableatpresent,whilebiomassgasification—ex—hanstedheatpowergenerationtechnologywithrelativelyhighefficiencyismoresuitableforpower plantswithcapacitiesof5--6MWat present.Biomass directcombustionandpowergenerationtech- nologyismatureintechnology,butitisonlyfeasibleforthepowercapacityofmorethan10MW,duetosteamparametersofbiomassboilerofsmallscalearedifficulttobeincreased. Keywords:biomass;powergeneration;analysis 0引言 随着煤、石油、天然气等常规能源的日益枯竭.可再生能源的开发与利用已受到世界各国的高度重视。生物质能是最有发展前景的可再生能源之一。它曾在人类社会发展中起到过重要的作用.目前研究人员已经开发出多种生物质能转换利用技术.其中。生物质能发电已成为生物质能现代化利用的重要方式之一。 我国是农业大国,生物质资源种类多,主要分布在广大农村地区,数量非常巨大,全国每年可利用的生物质能资源总量估计可达7亿t标准煤以上(11121。生物质能属于清洁能源,生物质能的利用可实现CO:零排放131,是替代煤、石油和天然气等矿物燃料的重要能源。通过各种能源转换技术,将生物质转化为高品位的电能,既可以满足农村紧迫的电力需求。提高农民生活水平,又可以改善农民居住环境。所以,开发利用生物质能。对于国家能源安全、CO:减排和社会可持续发展都具有重要意义。 收稿日期:2008--04—09。 基金项目:国家高技术研究发展计划(863计划)项目(2003AA514010)。 作者简介:吴刨之(1965一),男,研究员,博士生导师,主要从事生物质能源技术的研究。E-mail:xlyin@ms.giec.ae.cn·34· 万方数据

生物质能发电简述

生物质能发电工艺简述编写:王旭

一、发展生物质能意义 人类在经济持续发展过程中正面临着人口、资源和环境的巨大压力。能源的开发、利用与这三大因素密切相关。这一问题的核心是如何使能源、社会、经济、环境协调和可持续发展。目前,世界上使用的能源主要为矿物能源,其中包括煤炭、石油、天燃气。矿物能源的不断开发将最终导致能源短缺,矿物能源的大量使用也造成全球环境污染严重等问题。 生物质能源的开发利用早已引起世界各国政府和科学家的关注。国外生物质能研究开发工作主要集中于气化、液化、热解、固化和直接燃烧等方面。许多国家都制定了相应的开发研究计划,如日本的阳光计划、印度的绿色能源工程、美国的能源农场和巴西的酒精能源计划等发展计划。其它诸如加拿大、丹麦、荷兰、德国、法国、芬兰等国,多年来一直在进行各自的研究与开发,并形成了各具特色的生物质能源研究与开发体系,拥有各自的技术优势。 我国生物质能研究开发工作,起步较晚。随着经济的发展,开始重视生物质能利用研究工作,从八十年代起,将生物质能研究开发列入国家攻关计划,并投入大量的财力和人力。已经建立起一支专业研究开发队伍,并取得了一批高水平的研究成果,初步形成了我国的生物质能产业。 我国现有森林、草原和耕地面积41.4亿公顷,理论上生物质资源可达65亿吨/年以上。以平均热值为15,000kJ/kg计算,折合理论资源最为32.5亿吨标准煤,相当于我国目前年总能耗的3倍以上。

生物质能是一个重要的能源,预计到下世纪,世界能源消费的40%来自生物质能,我国农村能源的70%是生物质,我国有丰富的生物质能资源,仅农村秸杆每年总量达6亿多吨。随着经济的发展,人们生活水平的提高,环境保护意识的加强,对生物质能的合理、高效开发利用,必然愈来愈受到人们的重视。因此,科学地利用生物质能,加强其应用技术的研究,具有十分重要的意义。 二、生物质能发电工艺 生物质发电在发达国家己受到广泛重视,在奥地利、丹麦、芬兰、法国、挪威、瑞典等欧洲国家和北美,生物质能在总能源消耗中所占的比例增加相当迅速。目前国内外生物质能发电主要工艺分三类:生物质锅炉直接燃烧发电、生物质~煤混合燃烧发电和生物质气化发电。 1. 生物质锅炉直接燃烧发电 目前国内外广泛应用的秸秆直燃技术为振动炉排直接燃烧炉,该技术在国外已经有成熟经验,并已大量投产。目前国内一些锅炉厂家也拥有这项技术,但还处于起步阶段没有投产经验。 振动炉排秸秆直燃炉的工艺流程:粗处理后的燃料经给料机送入炉堂,燃料自然落入炉排前部,在此处由于高温烟气和一次风的作用逐步预热、干燥、着火、燃烧。燃料边燃烧边向炉排后部运动,直至燃尽,最后灰渣落入炉后的除渣口。 直燃炉易存在的问题:由于秸秆灰中碱金属和氯的含量

生物质燃料综述(精品范文).doc

【最新整理,下载后即可编辑】 生物质燃料综述 一.定义 1.1 生物质 1.2 生物质能 生物质能:就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量

形式,即以生物质为载体的能量。它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用,可转化为常规的固态、液态和气态燃料,取之不尽、用之不竭,是一种可再生能源,同时也是唯一一种可再生的碳源。 生物质能源的特点:(1)可再生性。(2)清洁、低碳。(3)替代优势。(4)原料丰富。 利用途径:生物质能的利用主要有直接燃烧、热化学转换和生物化学转换等3种途径。生物质的直接燃烧在今后相当长的时间内仍将是我国生物质能利用的主要方式。生物质的热化学转换是指在一定的温度和条件下,使生物质汽化、炭化、热解和催化液化,以生产气态燃料、液态燃料和化学物质的技术。生物质的生物化学转换包括有生物质-沼气转换和生物质-乙醇转换等。二.生物质能国内外利用现状 目前,生物质能是仅次于煤炭、石油和天然气而居于世界能源消费总量第四位的能源。生物质能是重要的可再生能源资源,具有资源种类多、分布广的特点,在当今能源日趋紧张的情况下,越来越引起人们的关注。生物质中硫含量和灰分含量较低,利用过程中对环境污染小,不会增加自然界碳的循环总量,对于未来的能源战略具有深远意义。根据BP公司2013年统计年鉴可知,世界生物燃料的产量由2002 年的11830千吨油当量增加到2011年60286千吨油当量。根据EL Insights于2010年9月发布的报告,从2010年到2015年,全球生物制造市场预计将从5729亿美元增加至6937亿美元,相当于在此期间的复合年增长率(CAGR)为3.9%。 2.1 国外生物质能的利用情况 美国国会于2008年5月通过一项包括加速开发生物质能源的法案,要求到2018年后,把从石油中提炼出来的燃油消费量减少20%,代之以生物燃油。据《2010年美国能源展望》,到2035年美国可用生物燃料满足液体燃料总体需求量增长,乙醇占石油消费量的17%,使美国对进口原油的依赖在未来25年内下降至

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