耦合化學鏈氣化的BIGCC 系統性能模擬和分析

穆 林，趙 琳，翟鎮德，王然宇，尚 妍，尹洪超

(大連理工大學能源與動力學院，大連 116024)

我國每年約有9 億噸作物秸稈、4.5 億噸林業剩余物產生，這些生物質大部分被露天燃燒，造成了環境污染和資源浪費[1-2].因此，生物質的合理利用有重要意義[3].生物質整體氣化聯合循環發電(BIGCC)是生物質資源化利用的重要手段之一.瑞典在1996年成功運行了世界首座BIGCC 電廠，隨后美國、英國、意大利等國家也相繼開展生物質發電的相關研究，我國研究雖起步晚，但發展迅速.

BIGCC 中燃氣輪機對燃料氣要求嚴格，傳統生物質氣化技術制備的合成氣焦油含量高，無法滿足燃氣輪機進氣要求，需對設備進行改造.生物質化學鏈氣化技術可以降低合成氣中焦油含量，提高合成氣產率，是理想的生物質氣化技術[4-5].Fe2O3作為載氧體在氣化反應器中與生物質反應失去晶格氧，還原產物被送入空氣反應器與氧氣反應恢復晶格氧，Fe2O3還將熱量從空氣反應器傳遞到氣化反應器中以實現系統能量自平衡[6].黃振等[7-8]研究表明，與常規氣化方式(即用純氧或高溫水蒸氣作為氣化劑進行生物質氣化)相比，化學鏈氣化可以顯著提高氣體產率、碳的轉化率及氣化效率；而且化學鏈氣化技術不需制備純氧和高溫水蒸氣，節省了設備投資和制備能耗[9].Song等[10]研究結果顯示，化學鏈燃燒的反應產物中未檢測到NO 和NO2，表明應用化學鏈技術可以抑制熱力型和燃料型氮氧化物生成，減少含氮污染物的產生.

制備合……