生物质电厂

生物质能的转化利用技术


1、生物质焚烧发电技术


直接燃烧发电是将生物质在锅炉中直接燃烧,生产蒸汽带动蒸汽轮机及发电机发电。生物质直接燃烧发电的关键技术包括生物质原料预处理、锅炉防腐、锅炉的原料适用性及燃烧效率、蒸汽轮机效率等技术。 


生物质的直接燃烧是最简单的技术,理论上而言各种生物质都可以用于燃烧发电,燃烧所产生的气体温度大约在800~1000℃,但是实际上含有高水分的生物质并不适合直接燃烧。生物质相对于化石燃料具有能量密度低、含碳量低、含氧量高、挥发分多、含硫量低的特点。因此,生物质的热值并不高但是较易燃烧。



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2、生物质热解技术


生物质热裂解是指生物质经过在无氧条件下加热或在缺氧条件下不完全燃烧后最终转化成生物油、木炭和可燃气体的过程。



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3、生物质厌氧发酵制沼气技术


其主要原理是利用工农业或城镇生活中的大量有机废弃物经厌氧发酵处理产生沼气,沼气可用于驱动内燃机发电机组发电。也可提纯成生物天然气对外销售。产生的沼渣可以制成有机肥。



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4、生物质耦合燃煤机组发电技术


利用生物质循环流化床气化技术,实现生物质应用于大型火力发电厂。


生物质耦合发电有几大特点:


• 有利于煤电系统保持高效,生物质发电效率超35%>生物质直燃发电(22~25%)


• 生物质气化发电部分单独计量,与电网企业进行单独结算,享受生物质电价补贴(0.75元/kw.h)。


• 生物质灰分进锅炉前被收集,不会对锅炉后续受热面造成腐蚀。


• 采用热燃气(>400℃)利用方案,系统整体热效率高;无焦油污染;


• 避免了生物质产量季节波动对发电系统影响。



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5、生物质气化技术


生物质气化是指以氧气(空气、富氧或纯氧)、水蒸气或氢气作为气化剂,在高温下通过热化学反应将生物质转化为可燃气(主要为一气化碳、氢气和甲烷以为富氢化合物的混合物,还含有少量的二氧化碳和氮气)的过程。



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固体废弃物资源化利用技术


1、资源化利用技术



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2、垃圾焚烧发电技术


特点介绍:


① 无害化  垃圾经焚烧处理后,垃圾中的病原体被彻底消灭,燃烧过程中产生的有害气体和烟尘经处理后达到排放要求; 


② 减量化  经过焚烧,垃圾中的可燃成分被高温分解后,一般可减重 80%、减容90%以上,可节约大量填埋场占地; 


③ 资源化  垃圾焚烧所产生的高温烟气,其热能被废热锅炉转变成蒸汽,用来供热或发电,垃圾被作为能源来利用,还可回收铁磁性金属等资源; 


④ 经济性  垃圾焚烧厂占地面积小,尾气经净化处理后污染较小,可以靠近市区建厂,既节约用地又缩短了垃圾的运输距离,随着对垃圾填埋的环境措施要求的提高,焚烧法的操作费用可望低于填埋法; 


⑤ 实用性  焚烧处理可全天候操作,不易受天气影响。 


焚烧发电技术缺点: 


① 目前焚烧炉渣的热灼减率一般为 3%-5%,尚有潜力可挖; 


② 气相中也残留有少量以 CO 为代表的可燃组分; 


③ 气相不完全燃烧为高毒性有机物(二噁英为代表)的再合成提供了潜在条件,飞灰中的重金属等二次污染严重; 


④ 未燃尽有机质和不均匀的品相条件使灰渣中有害物质再溶出不能完全避免;



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3、垃圾热解法


生物质热裂解是指生物质经过在无氧条件下加热或在缺氧条件下不完全燃烧后最终转化成生物油、木炭和可燃气体的过程。 热解法是利用垃圾中有机物的热不稳定性,在无氧或缺氧条件下对其进行加热干馏,使有机物裂解生成小分子的气体、液体和固体,从中提取燃料油、可燃气的工艺。


热解法是近10-20年研制出来的最新型的垃圾处理技术。普通焚烧的主要产物是二氧化碳和水,而热解的主要产物是可燃的低分子化合物:气态的氢气、甲烷、一氧化碳,液态的甲醇、丙酮、醋酸、乙醛等有机物及焦油、溶剂油等,固态物有焦炭和炭黑。


热解法可有效降低二噁英和粉尘污染,固化重金属,具有良好的环保效益和社会效益。


生活垃圾热解气化系统包括:接收与进料系统、热解气化系统、汽水循环系统、发电系统、尾气净化系统、灰渣收集系统、自动控制系统、水处理系统等。



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4、厌氧发酵生物降解法


垃圾厌氧发酵生物降解技术是指在特定的厌氧条件下,通过微生物将垃圾中的大分子有机物降解转化为沼气(甲烷和二氧化碳),沼气可直接发电,也可提纯成生物天然气。而氮、磷、钾等元素则存留于残留的沼渣中,沼渣可制成有机肥。


同时采用先进的垃圾分选技术,对垃圾中可回收利用物质进行回收,剩下的可降解有机质采用水解等技术预处理后再进行厌氧发酵,相比普通工艺,产气率成倍提升,大幅度提高了垃圾资源利用率。 


垃圾厌氧发酵处理是最环保的资源化利用技术,生产过程无任何飞灰、渗滤液、二噁英、烟气污染。


热压水解工艺有机垃圾圾降解过程:  

碳水化合物------单糖


脂肪------脂肪酸------碳酸和乙醇


蛋白质------氨基酸------氢、二氧化碳和氨-----氢、二氧化碳、乙酸-----甲烷、二氧化碳


水解过程           酸化过程            乙酸化过程            甲烷生成过程



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5、堆肥技术


垃圾堆肥产品很多时候销路较少;处理过程中的恶臭难以控制;我国垃圾大多是混合收集,没有分类处理,且处理过程复杂,分类不彻底,堆肥产品的质量不过关。



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6、垃圾填埋


这是中国传统沿用的填埋方式。 


由于垃圾在填埋中有机物较多,垃圾降解过程中散发大量的恶臭,且产生的垃圾渗滤液成分复杂,给填埋场的运营和管理带来诸多麻烦,二次污染比较难以控制。垃圾全量填埋也使部分可回收物直接埋于地下造成了资源的浪费。 


国外许多国家颁布了填埋禁令禁止将原生垃圾直接填埋,必须进行适当的处理和利用,到垃圾中有机成分不超过5%时才能进行填埋处置。



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