生物质水热技术研究现状及发展获奖科研报告

生物质水热技术研究现状及发展获奖科研报告摘

要：生物质技术依靠的是物质气化，而且物质气化的用途非常广泛，原料的种类比较多，有良好的适应性。要对生物质水热技术有效开发利用，物质气化是有效的途径。其可以替代化石能源，不仅能源节约，还可以减少排放，对可持续发展起到一定的促进作用。本论文着重于研究生物质水热技术发展现状与建议。

关键词：生物质；气化；水热技术；发展现状；建议

一、生物质水热技术的研究现状

（一）利用生物质气化技术来实现热水的目的

1.气化炉是生物质气化后实现热水目的的一种方法，气化炉有多种类型，每个类型的气化炉都有自身的优点和缺点。其中，上吸式的气化炉有比较高的热效率，燃气中很少带灰，对于各种形状和各种规格的原料都有良好的适应性。这种气化炉结构比较简单，比较容易放大。但是，这种气化炉也存在缺点，纯度不高，生产强度也不是不是很高。上吸式的气化炉的燃气中所含有的焦油量比较低，设计结构简单，便于加料，而且可以连续加料。但是，这种气化炉使用的原料中含水量比较高，燃气中含有很多的灰，对于炉排材料有比较高的要求。这种气化炉的生产强度不高，也不容易放大，整体而言这种气化炉在生物质水热方面也可以适用。气流床对于碳有很高的转化率，燃气中焦油含量非常少，甚至没有焦油，非常容易放大。但是，这种气化炉的排渣温度很高，燃气出口的温度也非常高，冷气效率不够高。这就对生物质的粒度要求很高，必须低于100微米，还对原料有较高的预处理要求，所以相对其它两种气化炉而言起来使用气流床来到达水热的目的会耗费更多的生物质。另外，气流床的烧嘴很容易被烧坏，要予以维护有较高的难度。对于气流床的建设需要投入大量难度资金，其运行的成本也非常高。

2.由于各种气化炉都有各自的优缺点，要使得燃气热值提高，生物质水热技术成熟，燃气中所含有的焦油含量降低，就需要气化炉的气化效率提高，原料有良好的适应性。要使得气化炉的燃气热值提高，特定的可燃气体含量也有所提高，就需要优化生物质气化炉技术。但是，在生物质水热技术优化的时候需要投入大量的资金，同时能源消耗量大，甚至很有可能遭遇技术瓶颈，在短时间内很难全面推广。所以，气流床依然是普遍应用的气化炉，适用于生物质水热，并且其在运行的过程中采用空气气化技术，生物质中的含灰量比较低，有较高的热值。

3.如果采用非木质生物质，种植业的副产品诸如秸秆、中药渣等等以及农产品加工业的副产品来作为发展生物质水热技术的资源，会由于含灰量比较高，热值相对比较低，且密度小，含有很高的水分量，加之其中的成分复杂等原因阻碍这项技术的发展，所以，非木质生物质燃料的品质是非常低的。燃料的高灰分会使得流化床中的颗粒产生团聚的现象。在使用低品质的生物质燃料的时候，需要经过技术处理之后才能合理利用，将燃料进行烘干处理，经过粉碎之后成型，或者用烘焙的方法处理，使得燃料的品质得以提升后用于水热技术是最好不过了。要想可持续的研究生物质水热技术，就要将生物质充分利用起来，对气化炉合理设计，对燃料特性有良好的适应性。

（二）生物质水热技术前提：净化生物质燃气

燃气净化中采用粗燃气水洗的方法，可以将原料中的焦油有效脱除，而且脱除效率比较高，可以达到50%至70%。在对粗燃气水洗的过程中，较为常用的方法是在喷淋塔中进行，粗燃气接触到水之后，接触的方式是并流的形式或者逆流的形式，从而获得净化的效果。对于洗涤水循环再利用，但是需要定期更换，或者根据需要补充。采用这种方式可以起到良好的净化作用，但是会导致粗燃气的显热损失，而且焦油组分从原有的气相向液相转移，对水体造成污染的同时，还会导致焦油化合物中的能量损失，用这种方法来净化生物质气体，会造成资源的浪费。

二、生物质气化水热技术的发展建议

（一）燃气水热技术

对生物质的气化处理之后可以用于燃烧热水，但是只是热水的话需要使用低热值燃气，燃烧温度比较低就可以完成热水的目的。在生物质燃气中有很多的杂质，需要特别注意的是，其中含有有碱金属，有腐蚀作用。生物质比较分散，要应用生物质气化技术热水，通常不会耗费很大的生物质燃气，这就意味着在生物质气化技术的应用中，只需要满足简单的水热目的即可，就要根据原料所具备的特性来制造燃气，这项工作在生物质水热技术中也十分重要。

（二）利用燃气蒸汽循环联合发电技术来热水

上文提到生物质燃气热值较高，单纯的只为热水可能会造成一定的浪费，但是它节省时间的优点也是毋庸置疑的。如果利用燃气蒸汽循环联合发电技术来热水，先将生物质能转化为热能，然后在转化为我经常使用的电能，使用电热水器来对水进行加热毫无疑问会解决浪费的问题，并且在用电方面人们也比较熟悉。蒸汽循环联合技术的应用是关键，无论是哪一种燃气机，在发电的过程中会有尾气排放出来，而且温度比较高，介于500℃至600℃之间。对于这些能量合理利用，就需要采用技术措施回收能量。所以，对于燃气发电设备需要安装余热回收装置，使得设备的利用效率提高。在生物質气化系统中，发电过程中会产生尾气，对于这些余热充分利用的同时，还需要认识到生物质气化炉出口的燃气温度也是相当高的，可以达到700℃至800℃，有必要将气化显热结合到燃气发电设备的余热当中，将蒸汽充分利用起来循环发电，应用气化发电工艺，这就是燃气蒸汽循环联合发电技术，然后再将这些电能再用于热水，也是水物质水热技术延伸的一条途径，能够获得较高的经济效应。

结束语：

通过上面的研究