生物质能在燃煤电厂中的利用处理技术

发布时间: 2011-03-29 07:41:48   作者:   来源:

 a) 生物质发电技术

在生物质能利用技术中,直接燃烧是最为古老,也是最为成熟的生物质能转换利用技术。作为农民的生活用能,秸秆等生物质燃烧效率只有15%左右,而生物质发电厂将生物质作为主要燃料,生物质直燃发电锅炉可以将热效率提高到90%以上。该技术基于生物质生长、燃烧过程中的零排放机理,NOxSOxCO2以及烟尘颗粒的排放上都达到了先进的环保指标.遥遥领先于传统燃煤电厂。

生物质发电在欧洲已经是成熟产业,而在我国还是新兴产业。自200612月山东单县生物质发电厂首家引进丹麦技术建成投产以来,到2007年底,我国已有lO多家生物质电厂建成,在建项目30多个,呈现如火如荼的态势。以单县唪物质发电厂为例.装机容鳗25MW,年消耗秸秆约20t,年可节省标煤近9t,叮减少CO2排放10t,当年已发电2亿度。在取得良好经济、环境收益的同时,也取得良好的社会收益。仅收购秸秆这一项,每年就可为当地农民带来直接收入达4000万元。围绕燃料的收购、加t、储存、运输等环节,能

够直接吸纳鼍地农村劳动力1000多人。

生物质发电具有光明的前景。根据《可再生能源中长期发展规划》,到2010年,生物质发电总装机容量达到550万千瓦;到2020年,生物质发电总装机容量达到3000万千瓦。但因生物质能量密度小、地域性强、收集运输困难等特点,达到该目标还有很长的路要走。

b) 生物质与煤混燃发电技术

生物质与煤混燃发电技术中,生物质一方面作为燃料可以提供10-20%左右的热量输入,和煤混合在一起投入到锅炉中,达到筘省传统能源的目的,降低了CO2排放。另一方面,可以从源头上控制煤炭中富含的SN等元素的输入,并且生物质中富含碱金属,可以降低燃烧过程中的SOxNOx排放。

混燃技术又可分为悬浮燃烧技术和流态化燃烧技术,前者适用于传统发电锅炉,后者则应用在流化床锅炉上。实验研究发现,两者均可以有效地降低SOxNOx的排放,并能取得较好的锅炉燃烧效率。

生物质混燃发电技术作为成熟技术已经在国内投入实际运营。山东枣庄的华电十里河电厂引进丹麦技术成功地改造了一台14kW的锅炉机组,每年消耗秸秆约10t,节省标煤约7t。而英国Fiddlersferry电厂4500MWe机组.直接混燃压制的废木颗粒燃料、橄榄核等生物质。生物质混燃比例为锅炉总输入热量的20%,每天消耗生物质约1500tSO2含量下降10%,C02排放量每年减少100t

采用混燃发电技术可以在旧有机组的基础上进行改造而成,一次性经济投入较少,运行过程中,对燃料的混合比例控制较为方便。一般在热量输入比在20%以下都可保证锅炉正常高效运行。

c) 生物质再燃发电技术

再燃技术是混燃发电技术的发展,又称为燃料分级技术,在炉内设置欠氧燃烧段,形成还原性气氛以控制NOx最终生成壤,炉膛内自上而下分为燃尽区(>1)、再燃区(<1)和主燃区(>1)。采用输人热量20%左右的生物质作为二次燃料,投入到再燃区,在降低C02SOx排放的同时,又可以在炉内高效的还原NOx,达到降低NOx排放的效果。因其节能、高效脱硝的特点,现在备受关注。

研究发现.生物质再燃在不改变锅炉运行特性的基础上能够取得55%~70%的脱硝效率。影响其效果的主要有二次燃料的种类、再燃区反应温度、再燃区、再燃区过量空气系数、再燃区停留时闻等因素,以t参数均存在最佳的取值范围。再燃区反应温度是取得高脱硝效率的重要因素,一般最佳的温度在1200℃左右;为保证再燃燃料对NO的还原效果,再燃比在10%~20%之间;考虑到实际应用中锅炉的安全因素及效率,再燃区最佳过量空气系数07018。受到锅炉燃烧空间的限制,停留时间在0708s。当实验参数选取在一定范围内时,随着再燃区温度的提高、过量空气系数的减少、再燃比的增加、NO初始浓

度的提高以及燃料粒径的减小,NOx还原率逐渐提高。