淺談生物質(zhì)發(fā)電現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

羅 亮

武漢都市環(huán)保工程技術(shù)股份有限公司

淺談生物質(zhì)發(fā)電現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

羅 亮

武漢都市環(huán)保工程技術(shù)股份有限公司

對(duì)于我國(guó)的發(fā)電技術(shù)而言，傳統(tǒng)的煤炭等其他可發(fā)電能源的逐漸短缺，并且這些不可循環(huán)資源的利用對(duì)環(huán)境的污染也比較嚴(yán)重。而我國(guó)生物質(zhì)資源十分豐富，如加以有效利用，開發(fā)潛力將十分巨大，做為一種可再生能源，種類多，分布廣，在木材及森林工業(yè)廢棄物、農(nóng)業(yè)廢棄物、水生植物、油料植物中都可以得到廣泛應(yīng)用。基于此，文章就生物質(zhì)發(fā)電現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析，希望可以提供一個(gè)有效的借鑒。

生物質(zhì)直燃發(fā)電；現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢(shì)

1.生物質(zhì)發(fā)電燃料特點(diǎn)

所謂生物質(zhì)亦即光合作用下的產(chǎn)物，生物質(zhì)包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物為食物的動(dòng)物及其生產(chǎn)的廢棄物，有代表性的生物質(zhì)如農(nóng)作物廢棄物、木材、木材廢棄物。狹義的生物質(zhì)燃料：主要是指農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中除糧食、果實(shí)以外的秸稈、樹木等木質(zhì)纖維素(簡(jiǎn)稱木質(zhì)素)、農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)下腳料、農(nóng)林廢棄物及畜牧業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的禽畜糞便和廢棄物等物質(zhì)。

生物質(zhì)燃料的特點(diǎn)有：可再生性、低污染性、廣泛分布性。自然界的生物質(zhì)種類數(shù)以萬(wàn)計(jì)，但針對(duì)生物質(zhì)發(fā)電利用的要求，能有效利用的并不是很多，根據(jù)國(guó)內(nèi)生物質(zhì)直燃發(fā)電企業(yè)多年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，能有效利用的主要有：糧食作物秸稈(稻草、麥草、玉米桿等)，林業(yè)廢棄物(樹皮、樹枝、樹根等)，農(nóng)產(chǎn)品深加工廢棄產(chǎn)物(稻殼、花生殼等)。綜上所述的生物質(zhì)燃料與化石類燃料的可比性很差，怎樣來(lái)實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)燃料的燃燒穩(wěn)定性，這也是各大企業(yè)攻關(guān)的新課題。

所有的生物質(zhì)燃料有其共性也有各自的特性，在較為理想的狀況下農(nóng)作物秸稈成分分析如下：水分4%～5%、灰分9%～12%、揮發(fā)份67%～76%、固定碳13%～19%、低位發(fā)熱量4200～4400大卡;林業(yè)廢棄物成分分析：水分6%～7%、灰份1%～2%、揮發(fā)份78%～82%、固定碳11%～17%低位發(fā)熱量4200～4500大卡;農(nóng)產(chǎn)品深加工廢棄物成份分析：水份5%～8%、灰份(花生殼2%～3%、稻殼12%～14%)、揮發(fā)份62%～68%、固定碳(稻殼14%、花生殼22%)、低位發(fā)熱量(稻殼3800大卡、花生殼5000大卡)。

從以上的數(shù)據(jù)看，生物質(zhì)燃料的共性就是高灰份、高揮發(fā)份和低含碳量，從種類上看生物質(zhì)燃料的特性就是秸稈類燃料低位發(fā)熱量偏低，且目前品質(zhì)控制是一個(gè)很大的困難，尤其是水份控制會(huì)超出原有固定分析成份的6～8倍，是造成發(fā)熱量偏低的主要因素，林業(yè)廢棄物和農(nóng)產(chǎn)品深加工廢棄物的低位發(fā)熱量較高，但其中樹皮、樹根的品質(zhì)控制也非常困難，水份和泥土雜質(zhì)的大幅升高是造成發(fā)熱量降低的主要因素，其他種類還能采取有效的控制措施。

2.生物質(zhì)發(fā)電現(xiàn)狀

2.1 直燃發(fā)電

通俗的講，直接燃燒發(fā)電是把生物質(zhì)放在在鍋爐中直接燃燒后所產(chǎn)生的蒸汽帶動(dòng)蒸汽輪機(jī)及發(fā)電機(jī)發(fā)電。

2.2 混合發(fā)電

生物質(zhì)直燃發(fā)電技術(shù)的清潔生產(chǎn)有的是將生物質(zhì)與煤混合后投入燃燒進(jìn)行發(fā)電，但遺憾的是，并不是所有燃煤發(fā)電廠都能采用這種方式進(jìn)行發(fā)電，因?yàn)樗鼘?duì)于燃料處理和燃燒設(shè)備要求較高；有的是先將生物質(zhì)氣化，產(chǎn)生的燃?xì)馀c煤混合后在燃燒系統(tǒng)中燃燒，采用燃燒后所產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)行發(fā)電。

2.3 氣化發(fā)電

我國(guó)還有一種新的發(fā)電技術(shù)是將生物質(zhì)在氣化爐中轉(zhuǎn)化為氣體燃料經(jīng)凈化后直接進(jìn)入燃?xì)鈾C(jī)中燃燒發(fā)電或者直接進(jìn)入燃料電池后再進(jìn)行發(fā)電。燃?xì)鈨艋巧镔|(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)的清潔生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，因?yàn)闅饣鰜?lái)的燃?xì)舛己谢曳帧⒔固亢徒褂偷缺姸嘤泻﹄s質(zhì)，需保證發(fā)電設(shè)備的正常運(yùn)行就要把氣化出來(lái)的氣體經(jīng)過(guò)凈化系統(tǒng)把雜質(zhì)除去后才可以。

2.4 沼氣發(fā)電

沼氣發(fā)電的主要原理：利用工農(nóng)業(yè)或城鎮(zhèn)生活中的大量有機(jī)廢棄物經(jīng)厭氧發(fā)酵處理產(chǎn)生的沼氣進(jìn)行發(fā)電。

2.5 垃圾發(fā)電

垃圾發(fā)電被認(rèn)為是最具有前景的垃圾處理技術(shù)，它是利用垃圾所產(chǎn)生的熱量進(jìn)行發(fā)電，包括垃圾焚燒垃圾發(fā)電和垃圾氣化發(fā)電，這不僅解決了垃圾處理的問(wèn)題，同時(shí)還節(jié)約資源和利用了垃圾中的能量，是廣受歡迎的垃圾處理技術(shù)。

3.我國(guó)生物質(zhì)直燃發(fā)電發(fā)展趨勢(shì)

3.1 國(guó)產(chǎn)循環(huán)流化床是直燃發(fā)電的發(fā)展趨勢(shì)

2006年以來(lái)，我國(guó)生物質(zhì)直燃發(fā)電從無(wú)到有，到目前為止已經(jīng)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。雖然與發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有較大差距，但是由于我國(guó)生物質(zhì)燃料的特殊性(高水、高灰、低發(fā)熱值)，預(yù)計(jì)到2020年以前，在工程技術(shù)人員的努力下，我國(guó)生物質(zhì)直燃發(fā)電技術(shù)將走在國(guó)際先進(jìn)行列，原因很簡(jiǎn)單，我國(guó)的生物質(zhì)燃料復(fù)雜、品質(zhì)差、高水分、高灰分及低發(fā)熱值迫使我國(guó)必須走符合中國(guó)國(guó)情的生物質(zhì)直燃發(fā)電道路。引進(jìn)的水冷振動(dòng)爐排技術(shù)對(duì)單一燃料適應(yīng)性很好，但對(duì)復(fù)雜低質(zhì)燃料水土不服已經(jīng)說(shuō)明了這一點(diǎn)，實(shí)踐證明國(guó)產(chǎn)循環(huán)流化床燃燒技術(shù)有望成為中國(guó)生物質(zhì)直燃發(fā)電市場(chǎng)上的主導(dǎo)技術(shù)。

3.2 脫硫、脫硝政策推高發(fā)電成本，使得循環(huán)流化床更有優(yōu)勢(shì)

雖然生物質(zhì)含硫量低，但實(shí)際SO2排放濃度仍在200至300mg/m3，在采用循環(huán)流化床鍋爐時(shí)，爐內(nèi)可以加石灰石脫硫，在脫硫效率達(dá)到70%時(shí)，SO2可達(dá)標(biāo)排放。同時(shí)由于循環(huán)流化床鍋爐燃燒床溫相對(duì)較低，利于減少NOx的原始排放量，因此采用爐內(nèi)SNCR脫硝技術(shù)即可滿足電廠脫硝要求，相對(duì)于采用SCR脫硝技術(shù)，具有較為明顯建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本優(yōu)勢(shì)。

結(jié)束語(yǔ)

生物質(zhì)能發(fā)電總裝機(jī)容量有望在2020年達(dá)到1600萬(wàn)kW，將會(huì)讓我國(guó)達(dá)到一個(gè)雙贏目標(biāo)：解決我國(guó)電力短缺與生物質(zhì)能源的合理利用。因此，需要加強(qiáng)這方面技術(shù)的研究與創(chuàng)新，從而更好的促進(jìn)我國(guó)生物質(zhì)發(fā)電水平的提高。

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