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木片气化炉炉膛负压自动控制系统的研究文献综述

 2022-08-02 14:20:56  

木片气化炉炉膛负压自动控制系统的研究

一、国内外生物质气化生产的现状

在全球日趋紧迫的能源形势下,生物质能作为仅次于三大化石能源的可再生能源,在能源结构系统中的地位越来越重要。生物质气化作为生物质清洁高效利用的关键技术之一,在国内外存在着广阔的发展空间,未来将大规模应用于供热、供气、发电、制氢、合成液体燃料等多个行业领域,将为能源可持续发展发挥更加重要的作用。

上世纪70年代以来,欧美等发达国家对生物质气化技术的研究十分重视,现已达到了较高的水平,如德国鲁齐公司进行100MW生物质气化联合循环发电(BIGCC)的示范工程,美国可再生能源实验室和夏威夷大学研究开发的Battelle生物质气化发电系统及瑞典开发成功的TPS生物质的BIGCC系统。目前欧美国家正在致力于生物质气化合成甲醇,制氢燃料的研究。其生物质气化装置均为流化床气化炉,使用氧或水蒸气作气化剂,产生中热值的煤气,美国国家再生能源实验室曾研制成功生物质双器流化床气化炉,该方法不用氧而使用空气和水蒸气生产中热值燃气,并建立了示范厂。

我国的生物质气化技术应用研究起始于上世纪80年代。目前国内已经开发成功一些生物质气化技术,主要是固定床气化炉,这种固定床气化炉在全国一度有百台以上应用于农村作燃料使用。由于这种气化炉产生的燃气热值低,一般为4~5MJ/m3,运行不稳定,燃气中焦油含量高,造成后系统堵塞和腐蚀;由于规模小,经济性差,目前大部分处于停运状态。20世纪90年代初国内才开展生物质流化床气化的研究,中科院广州能源研究所开发了循环流化床气化炉,应用于发电。中国林科院林化所研究开发的内循环锥形流化床气化炉,应用于燃气生产,这两种流化床气化炉均为常压,采用空气作气化剂,产生低热值燃气。目前已在国内进行了推广,但从整体上来说,我国生物质气化技术水平不高,规模偏小,与发达国家生物质气化技术相比还比较落后。由于生物质气化是新技术,同时也是传统煤气气化技术基础上的延伸和嫁接,因此我国的生物质气化技术发展应在吸收国外先进技术的基础上,结合我国资源情况,经济发展水平和社会发展的需要,创造出适合我国国情的生物质气化新技术。

木片气化是属于生物质气化的一部分,在我国,生物质气化发展始于20世纪80年代。80年代初期,我国研制了固定床气化器和内燃机组成的稻壳发电机组。90年代中期,中科院广州能源所进行了流化床气化发电系统。我国小型气化炉的研究开发也在逐步发展,形成了多个系列的炉型。木材作为生物质能的一种,其气化方式类似,但机床结构上有所不同。在不断发展的过场中,木片气化技术也在不断趋于成熟,有很多地方也在不断进行木片气化机床的建设和实验。

总体来看,欧美国家的木片气化技术比较先进,其气装置一般规模较大,自动化程度高,工艺较复杂,以发电和供热为主。气化效率可达60%~80%,燃气热值(标准状态)达17~24MJ/msup3;。据统计,至1993年,全世界已建成木材汽化热、电厂343座,其中110座是发电厂。在发展中国家,木片气化技术应用的规模较小。我国木片气化技术的研究始于20世纪70年代,经过多年的艰苦工作,已经取得一定成果。尤其是循环流化床气化发电系统,由于该系统有较好的经济性,在我国推广很快,已经是国际上应用最多的中型木片气化发电系统。

二、木片气化炉炉膛负压自动控制系统研究目的和意义

在很多木材加工企业均有不少的木材加工剩余物,本课题的研究就是为了更好的利用木材加工剩余物。把木材加工剩余物制作成木片,然后通过气化炉将木片气化成的可燃气体去发电,就是其中很有效的方法之一。

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