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秸秆热解气化技术的现状及应用 秸秆气化炉！

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秸秆气化炉(秸秆热解气化技术的现状及应用)
秸秆热解气化技术是近年来发展起来的一种比较新的秸秆利用技术，即秸秆转化为气体燃料的热化学过程 。在秸秆气化反应器内氧气不足的情况下，发生部分燃烧，提供吸热气化反应所需的热量，使秸秆在约700-850℃的气化温度下发生热解气化反应，转化为含有H2、一氧化碳和低分子碳氢化合物的可燃气体 。秸秆热解气化得到的可燃气体可以直接作为锅炉燃料供热，也可以经过除尘、除焦、冷却等净化处理 。为燃气用户供气，或驱动燃气涡轮发电机或燃气内燃发电机发电 。
【秸秆热解气化技术的现状及应用 秸秆气化炉！】(一)国内外技术研发现状
1.国外技术研发现状 。国外对生物质气化技术的研究主要集中在气化发电、甲醇合成和热电联产 。在美欧等发达国家，农业生产以农场为主，生物质资源集中，合同采购量大 。由于森林覆盖率高，生物质资源多为木材和林业加工废弃物，其生物质气化正朝着规模化、自动化和集成化方向发展 。但是，采用的工艺复杂，成本昂贵 。目前主要的生物质气化联合循环发电(B/IGCC)和热电联产(CHP)具有较高的发电效率和综合热效率 。欧美发达国家也研究生物质气化技术多年，主要用于发电 。IGCC是一种广泛应用的生物质气化发电技术 。目前，世界上许多发达国家都开展了这方面的研究，建设了几个兆瓦级示范工程，如美国的Battelle(63 MW)和Hawaii (6 MW)工程，欧洲的韦纳穆示范工程，英国(8 MW)和芬兰(6 MW)以及瑞典等 。这些示范项目的原材料主要是经过预处理的木材和生物质材料 。采用IGCC技术的生物质发电系统的主要问题是系统成本高 。以意大利12 MW IGCC示范工程为例，发电效率约为31.7%，但建设成本高达25 000元/千瓦，发电成本约为1.2元/千瓦时，实用性较差 。近年来，发达国家也研究了其他技术路线，如比利时和奥地利的生物质气化外燃燃气轮机发电技术，美国的斯特林发动机发电技术，可以在提高发电效率的前提下降低生产成本，但技术还不成熟，成本还很高，还处于论证阶段 。
西方国家也研究了基于固定床的生物质气化发电系统，但低密度生物质的固定床气化发电面临许多技术难题 。目前，意大利AnticheTerreToscana公司和芬兰技术研究中心正在进行低密度生物质固定床气化技术的研究，该技术已被列入欧盟的JOULE/THERMIE计划 。在热电联产方面，瑞典、丹麦等北欧国家成功实施了生物质气化区域热电联产计划，使生物质在满足供热要求的同时提供高品位电能 。对于瑞典的供热和热电联产，生物质能占消耗能源的26%；奥地利建立了一个区域电力供应和取暖系统来燃烧木材残渣 。目前，1 ~ 2 MW的区域供热站有近百个 。
2.中国技术研发现状
目前，我国生物质气化应用最广泛的领域是集中供气和中小型气化发电，少量用于工业锅炉供热 。农村集中供气项目解决了农作物秸秆的燃烧和炊事能源问题，而生物质气化发电主要针对有大量生物质废弃物的木材加工厂、碾米厂等工业企业 。我国秸秆气化主要用于供热、供气、发电和化学合成 。
(1)秸秆气化供热 。秸秆气化供热是指秸秆经气化炉气化后，产生的气体送入下一个燃烧器燃烧，为终端用户提供热能 。秸秆气化供热技术广泛应用于木材、粮食等农副产品的集中供热和干燥 。与常规木材干燥技术相比，秸秆气化加热技术具有升温快、火力强、干燥质量好等优点，并能缩短干燥周期、降低成本 。
(2)秸秆气化供气 。秸秆气化供气是指气化炉产生的生物质气通过相应的配套设备为居民提供炊事用气 。秸秆气化供气分为集中供气和单独供气两种 。
①秸秆气化集中供气 。生物质气化集中供气系统是20世纪90年代以来我国发展起来的一项生物质能利用新技术 。就是在农村地区的一个村或组设立生物质气化站，将生物质经气化炉气化后转化为燃气，通过燃气管网输送配送给用户 。系统规模一般是几十户到几百户 。目前，生物质气化技术在中国已被广泛应用于建设集中供气系统，以满足农村居民的做饭和取暖需求 。
在秸秆气化集中供气系统中，气化炉的选择根据不同的用气规模而定 。如果供气户数较少，则选择固定床气化炉 。如果供气户较多(一般在1 000户以上)，最好采用流化床气化炉 。秸秆炉灶不同于普通的城市燃气灶 。国内有很多生产这种炉具的厂家，效果不错，可以满足用户的要求 。
②户用秸秆气化供气 。这种模式在农村是一家一户用，每家每户用一个小型秸秆气化炉，产生的燃气直接接在炉子上使用 。该系统具有体积小、投资低的优点 。但也有明显的缺点:由于气化炉直接连接在灶具上，生物质气没有经过净化，所以灶具上的连接管和气化炉渗出焦油，卫生性差，容易堵塞连接管和灶具；由于气化炉较小，气化条件不易控制，输出气体中可燃成分质量不稳定、不连续，影响燃烧，甚至存在安全问题；从点火到产气需要一定的启动时间，增加了劳动时间，这段时间内排烟也是个问题 。
③秸秆气化发电 。中国在生物质气化方面有一定的基础 。早在20世纪60年代初就开展了这项研究工作，近20年来，加速了对生物质气化发电技术的进一步研究 。开发的中小型气化发电系统具有投资低、原料适应性和规模灵活性好等特点 。研制成功的中小型生物质气化发电设备功率从几千瓦到5 000千瓦不等 。
气化炉结构包括分层下吸式气化炉、敞心式气化炉、下吸式气化炉和常压循环流化床气化炉等 。采用单燃料燃气内燃机和双燃料内燃机，单台最大功率达到了500 kW 。
经过近几年的研究和探索，农业废弃物气化发电技术解决了流化床气化、焦油裂解、低热值煤气装置改造、焦油污水处理、系统控制与优化等多项核心技术 。在技术的产品化和标准化方面取得了很大进展，提高了农业废弃物气化电站的完备性和实用性，形成了具有中国特色的农业废弃物能源化利用模式 。我国生物质气化发电正在向产业规模化方向发展，在国内迅速普及，设备还出口到泰国、缅甸、老挝等东南亚国家和地区 。目前，已签约的中小型农业废弃物气化发电项目总装机容量超过40兆瓦，是全球应用最广泛的中小型生物质气化发电系统 。
中国生物质IGCC示范系统正在建设中，装机容量4 ~ 6兆瓦 。该技术与国外同类先进技术相当，设备全部国产化，投资不到国外的2/3，运行成本比国外低50%左右 。目前已经应用的秸秆直燃发电需要集中生物质资源，且数量巨大 。只有大规模使用，才能取得明显的经济效益 。过去，这项技术在中国的应用不太发达 。最近，中国开始从发达国家引进这项技术，但项目投资成本高 。引进技术投资成本11000多元/千瓦，是国内气化发电的1.5倍以上 。
④秸秆气化合成化学品 。目前，利用催化剂将CO和H2合成甲醇和二甲醚的技术已经比较成熟，生物质气化得到的气体中含有CO和H2成分 。因此，在一定条件下，利用生物质气化得到的气体作为合成气的原料生产甲醇和二甲醚并为交通运输提供替代燃料是可行的，这已成为当前研究的热点 。美国国家可再生能源实验室正在研究用这种方法合成甲醇，目标是使合成甲醇的成本低于车用汽油 。在中国，生物质气化合成气生产甲醇和二甲醚也进行了探索性的实验研究 。

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