生物質(zhì)流化床氣化技術(shù)應(yīng)用研究現(xiàn)狀

生物質(zhì)流化床氣化技術(shù)應(yīng)用研究現(xiàn)狀隨著能源危機(jī)的不斷加劇和環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，生物質(zhì)成為可再生能源的重要來(lái)源之一。而生物質(zhì)流化床氣化技術(shù)作為一種高效利用生物質(zhì)的能源轉(zhuǎn)化技術(shù)，在國(guó)內(nèi)外得到了廣泛的應(yīng)用和研究。本文就生物質(zhì)流化床氣化技術(shù)的應(yīng)用研究現(xiàn)狀進(jìn)行探討。

一、生物質(zhì)流化床氣化技術(shù)概述

生物質(zhì)流化床氣化技術(shù)是利用流化床反應(yīng)器對(duì)生物質(zhì)進(jìn)行氣化反應(yīng)，使其轉(zhuǎn)化為氣體燃料的一種技術(shù)。在流化床內(nèi)，生物質(zhì)顆粒被高速氣流懸浮并與氣體直接接觸，因此可以在較低的反應(yīng)溫度下實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)的完全氣化。同時(shí)，流化床內(nèi)部的湍流和固體與氣體之間的熱和質(zhì)量傳遞可以進(jìn)一步提高反應(yīng)效率。

生物質(zhì)流化床氣化技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、資源豐富、可持續(xù)。生物質(zhì)是可再生資源，來(lái)源廣泛，包括木材、農(nóng)作物秸稈、林木剩余物、木薯渣等等。

2、環(huán)保效益好。與傳統(tǒng)能源相比，生物質(zhì)氣化產(chǎn)生的二氧化碳排放量低，可以減少對(duì)環(huán)境的污染。

3、經(jīng)濟(jì)效益明顯。生物質(zhì)氣化技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)的高效利用，產(chǎn)生的氣體燃料可以替代傳統(tǒng)的能源，對(duì)于推動(dòng)節(jié)能減排、環(huán)境友好的經(jīng)濟(jì)模式具有積極的意義。

二、生物質(zhì)流化床氣化技術(shù)的應(yīng)用研究現(xiàn)狀

1、研究進(jìn)展

在國(guó)內(nèi)外，生物質(zhì)流化床氣化技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用和研究。研究人員通過(guò)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和大規(guī)模試驗(yàn)，對(duì)生物質(zhì)氣化反應(yīng)的反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力、流化床粒徑、生物質(zhì)種類等參數(shù)展開了研究。

在反應(yīng)溫度方面，過(guò)高或過(guò)低的溫度都會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)效率的降低。研究表明，適宜的反應(yīng)溫度一般在800℃-900℃之間。

在生物質(zhì)種類方面，各種不同的生物質(zhì)具有不同的物理和化學(xué)性質(zhì)，因此生物質(zhì)流化床氣化反應(yīng)的效率受到生物質(zhì)種類的影響。研究表明，木材和秸稈等較為常見的生物質(zhì)可以被有效氣化。

2、應(yīng)用場(chǎng)景

生物質(zhì)流化床氣化技術(shù)在電力、燃?xì)?、化工等多個(gè)行業(yè)中得到了應(yīng)用。其中，電力是生物質(zhì)流化床氣化技術(shù)的主要應(yīng)用領(lǐng)域。

在電力領(lǐng)域，生物質(zhì)流化床氣化技術(shù)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。利用生物質(zhì)氣化產(chǎn)生的氣體燃料發(fā)電可以替代傳統(tǒng)的化石燃料發(fā)電，具有環(huán)保節(jié)能的優(yōu)勢(shì)。目前，國(guó)內(nèi)外一些大型電力企業(yè)已經(jīng)開始將生物質(zhì)流化床氣化技術(shù)運(yùn)用于其發(fā)電系統(tǒng)中。

除了電力行業(yè)，生物質(zhì)流化床氣化技術(shù)在燃?xì)夂突ば袠I(yè)中也得到了應(yīng)用。生物質(zhì)流化床氣化產(chǎn)生的氣體燃料可以應(yīng)用于城市燃?xì)庀到y(tǒng)和化工生產(chǎn)中的熱能供應(yīng)。

三、存在問(wèn)題

盡管生物質(zhì)流化床氣化技術(shù)在多個(gè)領(lǐng)域中得到了應(yīng)用，但其仍存在一些問(wèn)題。

1、技術(shù)成熟度較低。生物質(zhì)流化床氣化技術(shù)是一種新興的技術(shù)，其在工業(yè)應(yīng)用方面尚處于初級(jí)階段，技術(shù)難度較大。

2、裝備成本較高。生物質(zhì)流化床氣化涉及到的反應(yīng)器、制氣設(shè)備等都需要大量投資，這對(duì)中小企業(yè)的應(yīng)用存在一定的門檻。

3、生物質(zhì)供應(yīng)不穩(wěn)定。由于一些生物質(zhì)資源的生長(zhǎng)和采集可能存在季節(jié)性和地理性變化，因此其供應(yīng)不一定穩(wěn)定，這也會(huì)給生物質(zhì)流化床氣化的應(yīng)用帶來(lái)一定的影響。

結(jié)語(yǔ)

綜合來(lái)看，生物質(zhì)流化床氣化技術(shù)作為一種可再生能源利用技術(shù)，具有許多優(yōu)點(diǎn)。雖然其在應(yīng)用過(guò)程中存在一些問(wèn)題，但通過(guò)技術(shù)上的創(chuàng)新和生產(chǎn)上的提高，這些問(wèn)題也將逐步得到解決。相信在未來(lái)，生物質(zhì)流化床氣化技術(shù)會(huì)在更多領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用和推廣。生物質(zhì)流化床氣化技術(shù)在可再生能源領(lǐng)域中的應(yīng)用和研究一直備受關(guān)注。以下將列舉相關(guān)數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析，以便更好地了解這種技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。

一、生物質(zhì)資源

生物質(zhì)流化床氣化技術(shù)是將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為氣體燃料的一種技術(shù)。因此，生物質(zhì)的種類和供應(yīng)情況對(duì)于生物質(zhì)流化床氣化技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展具有重要作用。

根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，目前我國(guó)主要的生物質(zhì)資源包括木材、農(nóng)作物秸稈、林木剩余物、油料作物等。其中，秸稈是我國(guó)最大的生物質(zhì)資源之一，年產(chǎn)量超過(guò)13億噸。另外，我國(guó)的木材資源也十分豐富，在全球木材生產(chǎn)中位居第一。因此，在我國(guó)，生物質(zhì)流化床氣化技術(shù)在木材和秸稈方面具有廣闊的應(yīng)用前景。

但是，生物質(zhì)的供應(yīng)存在不穩(wěn)定性的問(wèn)題。由于氣候、季節(jié)等因素的影響，生物質(zhì)的生長(zhǎng)和采集都存在一定的時(shí)空差異，可能導(dǎo)致其供應(yīng)不穩(wěn)定。

二、技術(shù)進(jìn)展

隨著生物質(zhì)流化床氣化技術(shù)的研究深入，其技術(shù)參數(shù)和反應(yīng)效率也逐漸被認(rèn)識(shí)和掌握。

根據(jù)研究數(shù)據(jù)，生物質(zhì)流化床氣化的反應(yīng)溫度一般在800℃-900℃之間。而對(duì)于不同類型的生物質(zhì)，其氣化反應(yīng)的反應(yīng)溫度也有所不同。

此外，流化床粒徑也會(huì)影響氣化反應(yīng)效率。研究表明，在一定范圍內(nèi)適當(dāng)加大流化床粒徑可以提高反應(yīng)效率。但是，粒徑過(guò)大或過(guò)小將導(dǎo)致反應(yīng)效率降低。

最后，生物質(zhì)流化床氣化技術(shù)的氣體產(chǎn)率也是評(píng)價(jià)其效率的一個(gè)重要指標(biāo)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和工業(yè)應(yīng)用的數(shù)據(jù)，生物質(zhì)流化床氣化的氣體產(chǎn)率在0.15-0.25Nm^3/kg之間，這個(gè)氣體產(chǎn)率已經(jīng)可以滿足一些實(shí)際應(yīng)用需求。

三、應(yīng)用場(chǎng)景

生物質(zhì)流化床氣化技術(shù)在電力、燃?xì)?、化工等領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛。其中，在電力領(lǐng)域的應(yīng)用更為突出。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2019年，我國(guó)利用生物質(zhì)流化床氣化技術(shù)發(fā)電的總裝機(jī)容量已經(jīng)突破了500MW。其中，西北大學(xué)的生物質(zhì)流化床氣化發(fā)電項(xiàng)目是我國(guó)目前的最大規(guī)模的生物質(zhì)流化床氣化電站，總裝機(jī)容量為30MW。

此外，在燃?xì)夂突ゎI(lǐng)域，一些企業(yè)也開始嘗試將生物質(zhì)流化床氣化技術(shù)應(yīng)用于其能源供應(yīng)體系中，以此促進(jìn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

四、市場(chǎng)前景

隨著環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)和可再生能源在能源中所占比例的逐步增加，生物質(zhì)流化床氣化技術(shù)的應(yīng)用前景十分廣闊。

根據(jù)市場(chǎng)研究機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)，2018年我國(guó)新能源發(fā)電容量占總裝機(jī)容量的比例已經(jīng)達(dá)到了38.3%，其中，生物質(zhì)能源發(fā)電占比4.4%，在新能源領(lǐng)域中位列第四。

而根據(jù)中國(guó)可再生能源行業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的《中國(guó)可再生能源發(fā)展報(bào)告2019》數(shù)據(jù)顯示，到2020年，我國(guó)可再生能源發(fā)電裝機(jī)容量將達(dá)到2.2億千瓦，屆時(shí)可再生能源將成為我國(guó)主要的能源形態(tài)之一。

因此，以生物質(zhì)流化床氣化技術(shù)為代表的可再生能源技術(shù)在未來(lái)還將得到進(jìn)一步迅速的發(fā)展，成為推動(dòng)我國(guó)能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的重要力量。

綜上所述，生物質(zhì)流化床氣化技術(shù)在生物質(zhì)資源、技術(shù)進(jìn)展、應(yīng)用場(chǎng)景和市場(chǎng)前景等方面都已經(jīng)取得了一些進(jìn)展和成果。未來(lái)，我們應(yīng)該繼續(xù)加強(qiáng)研究和應(yīng)用，促進(jìn)技術(shù)的發(fā)展和轉(zhuǎn)化，從而更好地推進(jìn)我國(guó)的可再生能源戰(zhàn)略。案例：大唐西市生物質(zhì)流化床發(fā)電項(xiàng)目

大唐西市生物質(zhì)流化床發(fā)電項(xiàng)目是由中國(guó)大唐集團(tuán)有限公司（以下簡(jiǎn)稱大唐集團(tuán)）投資建設(shè)的一座生物質(zhì)發(fā)電廠，位于四川省南充市西南部城市縣新江鎮(zhèn)官圩村。該項(xiàng)目于2011年開始建設(shè)，于2014年11月正式投產(chǎn)運(yùn)營(yíng)。該項(xiàng)目采用了生物質(zhì)流化床發(fā)電技術(shù)，設(shè)計(jì)年發(fā)電量為1.85億千瓦時(shí)。

一、項(xiàng)目?jī)?yōu)勢(shì)

1.開發(fā)生物質(zhì)資源

大唐西市生物質(zhì)流化床發(fā)電項(xiàng)目主要利用當(dāng)?shù)氐纳镔|(zhì)資源，如秸稈、木材廢料、垃圾等作為原料，使其得到了有效利用。從而實(shí)現(xiàn)了當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)開發(fā)和環(huán)境保護(hù)的雙重目標(biāo)。

2.拓寬能源供應(yīng)

大唐西市生物質(zhì)流化床發(fā)電項(xiàng)目可以為當(dāng)?shù)靥峁┓€(wěn)定的電力供應(yīng)，緩解當(dāng)?shù)氐哪茉炊倘焙鸵蕾囘M(jìn)口化石燃料的情況。同時(shí)，由于其使用的是生物質(zhì)資源，屬于可再生能源的范疇，也可以為當(dāng)?shù)貛?lái)可持續(xù)發(fā)展的機(jī)遇。

3.推進(jìn)技術(shù)應(yīng)用

大唐西市生物質(zhì)流化床發(fā)電項(xiàng)目采用了生物質(zhì)流化床發(fā)電技術(shù)，是在過(guò)去幾年中快速發(fā)展的一種新型方法。通過(guò)該項(xiàng)目的建設(shè)和應(yīng)用，可以進(jìn)一步推廣和普及這種新興的能源利用技術(shù)。

二、技術(shù)應(yīng)用

大唐西市生物質(zhì)流化床發(fā)電項(xiàng)目采用了生物質(zhì)流化床氣化技術(shù)和流化床鍋爐技術(shù)。具體而言，該項(xiàng)目將生物質(zhì)原料加熱至800℃-900℃，然后通過(guò)氣化反應(yīng)，將其轉(zhuǎn)化為燃?xì)?，再將其送入發(fā)電機(jī)組，以產(chǎn)生電力。

該項(xiàng)目的重要技術(shù)參數(shù)包括：

1.氣化反應(yīng)溫度

氣化反應(yīng)溫度是影響生物質(zhì)流化床氣化技術(shù)的重要因素之一。該項(xiàng)目的氣化反應(yīng)溫度在800℃-900℃之間，能夠充分利用生物質(zhì)中的揮發(fā)性有機(jī)物，最大限度地提高氣化效率。

2.入口氧含量

氣體產(chǎn)生的過(guò)程中需要有一定的氧氣才能發(fā)生反應(yīng)。過(guò)低或過(guò)高的氧含量都會(huì)影響反應(yīng)效率和燃燒質(zhì)量。該項(xiàng)目通常采用10%-20%的氧含量。

3.燃?xì)猱a(chǎn)率

燃?xì)猱a(chǎn)率是評(píng)價(jià)氣化效率的一個(gè)重要參數(shù)。該項(xiàng)目的氣化產(chǎn)率在0.15-0.25Nm^3/kg之間。數(shù)據(jù)表明，該技術(shù)的氣化產(chǎn)率已經(jīng)能夠滿足一些實(shí)際的應(yīng)用需求。

三、市場(chǎng)前景

作為可再生能源之一的生物質(zhì)流化床發(fā)電技術(shù)，具有較大的應(yīng)用前景。據(jù)中國(guó)可再生能源行業(yè)協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)，到2020年，我國(guó)可再生能源發(fā)電容量將達(dá)到2.2億千瓦，其中生物質(zhì)能源發(fā)電將占比7%左右。由此可見，生物質(zhì)流化床發(fā)電技術(shù)在可再生能源領(lǐng)域中有著廣闊的應(yīng)用前景。

四、問(wèn)題與展望

目前