《新能源发电技术》课件-项目三 生物质发电技术

1.生物质与生物质能提出问题生物质广泛的存在于我们身边，生物质能在能源领域，也有其重要的应用价值，但是，人们对它的了解相对于太阳能和风能，却知之甚少，到底什么是生物质和生物质能呢？生物质的概念Part.1一、生物质的概念生物质的概念：指一切直接或间接利用光合作用形成的有机物质，包括了除化石燃料外的植物、动物和微生物及其排泄与代谢物等。一、生物质的概念煤炭属于生物质吗？一、生物质的概念农作物类林作物类水生藻类光合成微生物类其他类生物质的分类一、生物质的概念生物质资源丰富，地球上蕴藏的生物质达18000亿t，而植物每年通过光合作用生成的生物质总量为1440亿—1800亿t。生物质能的概念Part.2二、生物质能的概念生物质能的概念：生物质能就是生物质所蕴含的能量

光合作用反应过程二、生物质能的概念从广义上来说的话，其实生物质能也是太阳能的一种表现形式生物质能与太阳能的联系生物质能的特点Part.3三、生物质能的特点相对于化石燃料，生物质能的特点有哪些？三、生物质能的特点生物质含硫、含氮都较低，燃烧后硫化物和氮氧化物的排放量比化石燃料小，但是它的发热量较低。例如：秸秆的发热量约15000kJ/kg，只有标准煤发热量（29307.6kJ/kg）的一半左右。三、生物质能的特点生物质可以通过植物的光合作用再生，资源丰富，而且在利用的过程中，具有CO2的零排放特性。生物质资源分布广，产量比较大。小结一、生物质与生物质能的概念二、生物质燃料与化石燃料的区别思考题生物质能在我国的发展和利用现状2.生物质发电的燃料分析提出问题是否所有生物质燃料都适用于燃烧发电呢？生物质发电的燃料分析生物质燃料的分析包括了几个方面：生物质燃料的化学分析元素分析发热量灰熔点测定等生物质燃料工业成分分析Part.1一、生物质燃料工业成分分析生物质燃料工业成分分析，它主要测定生物质的水分、灰分、挥发分，并据此计算其固定碳。一、生物质燃料工业成分分析水分：根据水在生物质中的存在形态，可分为外在水分、内在水分和结晶水。灰分：生物质中所有可燃物质完全燃烧后所剩下的固体。挥发分：在隔绝空气的条件下，将生物质样品在900℃下加热一定的时间，将所得气体中的水分除去，所剩下的部分为挥发分。固定碳：固定碳是生物质加热后留下的固体，除去灰分后，所剩下的就是固定碳。一、生物质燃料工业成分分析水分、灰分、挥发分和固定碳质量的总和为生物质试样的质量燃料类型水分(%)挥发分(%)固定碳(%)灰分(%)低位发热量(kJ/kg)杂草5.4368.7716.409.4616192豆秸5.1074.6517.123.1316146稻草4.9765.1116.0613.8613970麦秸4.3967.3619.358.9015363玉米秸4.8771.4517.755.9315539玉米芯15.076.607.001.4014395生物质燃料元素分析Part.2二、生物质燃料元素分析生物质燃料元素分析是测定生物质有机物中碳、氢、氧、硫、氮等元素的百分含量成分碳氢氧氮硫杉木56.25.936.70.00.0松木52.35.838.80.20.0红木53.55.940.30.10.0榉木51.66.341.60.00.0玉米芯46.35.647.530.57

玉米秸49.955.9743.120.830.13麦秸49.046.1643.411.050.34生物质燃料的发热量Part.3三、生物质燃料的发热量生物质发热量的大小取决于生物质中可燃成分的多少生物质水分(%)灰分(%)发热量(MJ/kg)甘蔗渣501~29.2甘蔗芯4027.5~8.4废甘蔗401012.5木屑35211.3稻壳10~1515~2012.6~13.8稻秆61614.7脱脂米糠161611.3生物质的灰熔点Part.4四、生物质的灰熔点生物质的灰熔点是指在高温燃烧状态下，生物质灰分将呈现熔融状态。生物质发电燃料的燃烧特性Part.5五、生物质发电燃料的燃烧特性生物质燃料的燃烧过程大致可以分为四个阶段：预热和干燥阶段挥发分析出和木炭形成阶段挥发分燃烧阶段固定碳燃烧阶段五、生物质发电燃料的燃烧特性影响生物质燃料燃烧的因素温度的影响气流扩散速度的影响动力燃烧区扩散燃烧区过渡燃烧区思考题生物质燃料燃烧过程中受哪些因素的影响？3.生物质能转换利用技术生物质发电的燃料分析生物质的转化技术主要分为三大类：直接燃烧技术物化转换技术生化转换技术直接燃烧技术Part.1一、直接燃烧技术直接燃烧技术，大致可分为以下四种情况：炉灶燃烧锅炉燃烧垃圾焚烧固型燃料燃烧一、直接燃烧技术炉灶燃烧是最原始的利用方法，一般适用于农村或山区分散独立的家庭用炉，它的投资最省，但效率最低，通常为15%~20%。一、直接燃烧技术锅炉燃烧采用了现代化的锅炉技术，适用于大规模利用生物质，它的主要优点是效率相对较高，并且可实现工业化生产；主要缺点是投资高，而且不适于分文的小规模利用，生物质必须相对比较集中才能采用本技术。用于发电的生物质燃料（原创）一、直接燃烧技术垃圾焚烧也是采用锅炉技术处垃圾，但由于垃圾的发热量低，腐蚀性强，所以它的相关技术要求更高，投资更大，它必同时考虑规模效应和垃圾减容才是比较合理的。垃圾焚烧发电厂卸料口（原创）一、直接燃烧技术固型燃料燃烧是把生物质固化成型后再采用传统的燃煤设备燃用，主要优点是所采用的热力设备可以是传统的定型产品，不必经过特殊的设计和处理，缺点是运行成本高。物化转换技术Part.2二、物化转换技术物化转换技术包括三个方面：一是干馏技术二是气化制生物质燃气三是热解制生物质油二、物化转换技术气化制生物质燃气，它是以生物质为原料，以氧气或者空气、水蒸气等作为气化剂，在高温、缺氧的条件下通过热化学反应将生物质中可以燃烧的部分转化为可燃气的过程。生化转换技术Part.3三、生化转换技术生化转换技术，主要是以厌氧消化和特种酶技术为主的一种转化技术。生物转化的优点是，提供的能量非常洁净，燃烧后只生成二氧化碳和水，对环境非常友好，缺点是能源产出低，投资较大。三、生化转换技术根据相关数据显示，2018年我国燃料乙醇产量止跌回升，2019年产量进一步增长至284万吨，产业规模居世界第三位。思考题生物质的几种转换形式各有何优缺点4.生活垃圾发电我们的城市每天都会产生大量的生活垃圾，在环境问题日益突出的今天，生活垃圾的处理得到了越来越多的重视，以前采用的垃圾填埋、露天焚烧等方式，已经不能满足环保的要求，生活垃圾发电技术则是一种既能解决垃圾处理，又能“变废为宝”产出热能和电能的一种技术。生活垃圾焚烧发电的概念及特点Part.1一、生活垃圾焚烧发电的概念及特点城市生活垃圾的焚烧发电是利用焚烧炉对生活垃圾中可燃物质进行焚烧发电。这和在露天焚烧垃圾有什么区别？燃烧以后的物质不是一样会影响大气环境吗？一、生活垃圾焚烧发电的概念及特点可以减少垃圾量；解决土地的占用；在处理垃圾中的细菌和病毒而言，比其他处理方式更彻底；对周边环境造成的二次污染的概率很小。垃圾焚烧发电的优点还包括垃圾的分选Part.2二、垃圾的分选垃圾中可被回收利用的物质包括玻璃、陶瓷碎片、铜和铅等金属物质。这些物质物理性质上的差别，决定了有不同手段对其进行分离。二、垃圾的分选通常的分离方法是基于它们的密度、粒度磁性、光电性和润湿性差异来进行。重力分选分选方式主要有：筛选磁选手工分选生活垃圾焚烧发电工艺流程Part.3三、生活垃圾焚烧发电工艺流程垃圾焚烧发电厂生产车间三、生活垃圾焚烧发电工艺流程地磅垃圾存储坑垃圾吊车焚烧炉锅炉烟气处理系统一次风机飞灰存储厂外最终处理烟囱厂外最终处理灰渣处理系统灰渣污水厂内污水处理厂厂内污水汽轮发电机系统“十二五”和“十三五”期间（2011-2020年），我国垃圾焚烧厂的数量增加了303%，焚烧处理量增加了577%。截至20