能源环境与生物质能的应用生物质气化..ppt

农作物、农作物废弃物、木材、木材废弃物和动物粪便，生活垃圾等 * * 生物质气化技术是在近代蓬勃发展起来的 ，早在 18世纪晚期生物质气化技术就 已出现 ，20世纪 20年代 ，生物质气化技术被应用于驱动卡车和拖拉机。二战期间 ，为解决石油短缺问题 ，用于内燃机 的小型气化技术得到了应用。 20世纪五六十年代 ，由于石油和天然气 的广泛应用 ，能源短缺 的问题得 到暂时性的缓解 ，但 由于生物质气化技术 的不完善及利用率低等原因，生物质气化技术的发展和应用产生 了延滞。 20世纪 70年代 ，中东 战争 的爆发引发了新一轮的能源危机 ，使世界各 国再一次深刻的认识到化石燃料等一次能源的不可再 生性 ，一些发达国家 ，如美国、日本 、加拿大 、欧共体诸 国，都纷纷开始了生物质热裂解气化技术的研究与开发。 * * 美国和瑞士研究人员2010年在Science上发表文章[3]，设计出一种新的太阳能高温热化学转化过程，该过程从植物的“光合作用”获得灵感，以H2O和生物质为原料，利用二氧化铈（铈是储量最丰富的稀土元素）在加热和冷却过程中结合氧原子能力的差异，将太阳能转化为“可储存”和“可移动”的能量（CO和H2）。 * * * 耦合供能系统示范工程实物及其关联图。 太阳能、生物质能耦合供能系统解决了单一太阳能、生物质能系统不稳定、不连续，随时间、季节、气候等变化而变化，对不同形式能量需求的系统适应性差的问题。 * * * * * * Biomass gasification reactors Fixed bed technology Fluidized bed technology Updraft gasifier Downdraft gasifier Bubbling fluidized bed Circulating fluidized bed Advantages: simple design, good maturity. Drawbacks: low calorific value gas with a high tar and fines content. Advantages: highest throughput, fuel flexible, tolerates moisture Drawbacks: Complex operation. : Bed hot particles : Biomass and char : grid Cyclone 生物质热解气化 从事生物质研究开发的单位概况单位有40多家：清华大学、中国科技大学、浙江大学、中国科学院、山东大学、山东理工大学、华东理工大学、上海理工大学、东北林业大学、哈尔滨工业大学、东南大学、沈阳农业大学、北京工业大学、南京工业大学、首都师范大学、山东、辽宁、河南等省的能源研究所、大连环科院、农业部农工院、农机院、成都沼科所、上海沼科所、杭州沼科所、长沙新技术研究所、湖南省林科院、林化所等单位。 中国林业科学研究院林产化学工业研究所 生物质热解气化 生物质热解气化 中科学院广州能源研究所在循环流化床气化发电方面取得了一系列进展，已经建设并运行了多套气化发电系统[21~24]； 中国林业科学院林产化学工业研究所在生物质流态化气化技术、内循环锥形流化床富氧气化技术方面取得了成果[25]； 中国科技大学进行了生物质等离子体气化[26]、生物质气化合成等技术的研究[27]； 浙江大学对双流化床气化技术进行了研究，并开发了中热值气化供气与发电装置[30,31]；华中科技大学进行了流化床的气化研究[32-34]； 南京工业大学近年来开始开展生物质气化技术的研究，在大规模的固定床生物质气化发电技术方面取得了进展。 华中科技大学开展了高含水率生物质的热解气化研究，并建成了一套中试装置，取得了较好的效果 国内进展 欧美等发达国家对生物质气化技术的研究十分重视，有许多单位在进行此项技术的研究，并达到了较高的水平。 西方发达国家的一些科研单位，如美国国家再生能源实验室[64]、Ariozna大学、Hamburg大学、日本日立制作所、英国Aston大学和川崎重工等单位都致力于高湿生物质热解技术的开发，并取得了良好的成绩； 德国鲁奇公司正在进行100MW生物质燃气联合循环(IGCC)的示范工程，成功后将是一种高效的发电系统；美国可再生能源实验室(NREL)和夏威夷大学也在进行IGCC的蔗渣发电系统的研究； 荷兰特温特(Twente)大学进行流化床气化器和焦油催化裂解装置的研究，推出了近于实用的无焦油气化系统。 生物质热解气化 国外进展 太阳能生物质气化技术 传统方法存在的问题： 1）耗能大，外部加热的方式耗化石燃料；内部加热的方法，消耗近40%的生物质原料。2）需要高温高