新能源技術(shù)-生物質(zhì)能 樊

1、第第7章章 生物質(zhì)能發(fā)電生物質(zhì)能發(fā)電生物質(zhì)能的形式及其利生物質(zhì)能的形式及其利用用 1 1、生物質(zhì)的概念生物質(zhì)的概念 生物質(zhì)生物質(zhì)：指有機(jī)物中除化石燃料外的所有來源于動(dòng)：指有機(jī)物中除化石燃料外的所有來源于動(dòng)物、植物和微生物的物質(zhì)，包括動(dòng)物、植物、微生物以物、植物和微生物的物質(zhì)，包括動(dòng)物、植物、微生物以及由這些生命體排泄和代謝的所有有機(jī)物。及由這些生命體排泄和代謝的所有有機(jī)物。 生物質(zhì)是地球上存在最廣泛的物質(zhì)，而且可以隨著生物質(zhì)是地球上存在最廣泛的物質(zhì)，而且可以隨著生物的繁衍生長而不斷再生。生物的繁衍生長而不斷再生。2 2、生物質(zhì)的來源、生物質(zhì)的來源（1 1）農(nóng)林作業(yè)和加工的廢棄物（秸稈、谷殼等）

2、農(nóng)林作業(yè)和加工的廢棄物（秸稈、谷殼等）（2 2）專門培養(yǎng)的農(nóng)林作物）專門培養(yǎng)的農(nóng)林作物（3 3）動(dòng)物糞便）動(dòng)物糞便（4 4）城市垃圾）城市垃圾（5 5）有機(jī)廢水）有機(jī)廢水3 3、生物質(zhì)能及其特點(diǎn)、生物質(zhì)能及其特點(diǎn) 生物質(zhì)能：生物質(zhì)能：蘊(yùn)藏在生物質(zhì)中的能量，是綠色植物通蘊(yùn)藏在生物質(zhì)中的能量，是綠色植物通過葉綠素將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而固定和貯存在生物質(zhì)過葉綠素將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能而固定和貯存在生物質(zhì)內(nèi)部的能量。內(nèi)部的能量。生物質(zhì)能產(chǎn)生和利用過程構(gòu)成了一個(gè)生物質(zhì)能產(chǎn)生和利用過程構(gòu)成了一個(gè)COCO2 2的閉路循環(huán)。即的閉路循環(huán)。即OHOCHOHCO2222 葉綠素太陽能熱量燃燒22COOCHOCH2是

3、生物質(zhì)生長過程中吸收的碳水化合是生物質(zhì)生長過程中吸收的碳水化合物的總稱。物的總稱。 當(dāng)上述兩個(gè)反應(yīng)的當(dāng)上述兩個(gè)反應(yīng)的COCO2 2達(dá)到平衡達(dá)到平衡時(shí)，將對(duì)緩解日趨嚴(yán)重的溫室氣體時(shí)，將對(duì)緩解日趨嚴(yán)重的溫室氣體效應(yīng)產(chǎn)生重要影響。效應(yīng)產(chǎn)生重要影響。（1 1）可循環(huán)再生）可循環(huán)再生（2 2）可存儲(chǔ)和運(yùn)輸）可存儲(chǔ)和運(yùn)輸（3 3）資源分散）資源分散（4 4）大多來自廢物）大多來自廢物作為一種能源資源，生物質(zhì)能具有如下特點(diǎn)：作為一種能源資源，生物質(zhì)能具有如下特點(diǎn)：生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換技術(shù)生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換技術(shù)燃燒燃燒電力電力高壓蒸汽高壓蒸汽熱裂解熱裂解油油 氣氣 碳碳?xì)鈿?化化低低 中熱值中熱值加氫氣化加氫氣化甲烷甲烷

4、乙烷乙烷 碳碳干化學(xué)轉(zhuǎn)化干化學(xué)轉(zhuǎn)化 化學(xué)降解化學(xué)降解酒精發(fā)酵酒精發(fā)酵厭氧消化厭氧消化油油乙醇乙醇甲烷甲烷液化轉(zhuǎn)化液化轉(zhuǎn)化壓縮成型壓縮成型 成型燃料成型燃料4 4、生物質(zhì)燃燒技術(shù)生物質(zhì)燃燒技術(shù) 直接燃燒生物質(zhì)是人類最早利用能源直接燃燒生物質(zhì)是人類最早利用能源的形式，至今仍在大量應(yīng)用，特別在發(fā)展中國家，仍是的形式，至今仍在大量應(yīng)用，特別在發(fā)展中國家，仍是主要一次能源，最高比例可以占到全部能源量的主要一次能源，最高比例可以占到全部能源量的90%90%以上。以上。今天在生物質(zhì)資源豐富地區(qū)利用生物質(zhì)燃燒技術(shù)發(fā)電電今天在生物質(zhì)資源豐富地區(qū)利用生物質(zhì)燃燒技術(shù)發(fā)電電仍是利用生物質(zhì)的一種簡單有效方式。利用現(xiàn)代鍋

5、爐燃仍是利用生物質(zhì)的一種簡單有效方式。利用現(xiàn)代鍋爐燃燒技術(shù)，可以大規(guī)模地處理生物質(zhì)，產(chǎn)生的蒸汽可以發(fā)燒技術(shù)，可以大規(guī)模地處理生物質(zhì)，產(chǎn)生的蒸汽可以發(fā)電、供暖等。產(chǎn)生的污染物和大氣排放也遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的電、供暖等。產(chǎn)生的污染物和大氣排放也遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的生物質(zhì)燃燒方式，熱效率與傳統(tǒng)化石燃料技術(shù)相當(dāng)。主生物質(zhì)燃燒方式，熱效率與傳統(tǒng)化石燃料技術(shù)相當(dāng)。主要缺點(diǎn)是未能充分利用生物質(zhì)中化學(xué)物質(zhì)資源，目前大要缺點(diǎn)是未能充分利用生物質(zhì)中化學(xué)物質(zhì)資源，目前大規(guī)模直接燃燒也僅限于農(nóng)業(yè)和林業(yè)廢棄物。規(guī)模直接燃燒也僅限于農(nóng)業(yè)和林業(yè)廢棄物。熱解熱解是指在隔絕空氣或通入少量空氣的條件下，利用熱能切是指在隔絕空氣或通入少量空氣的條

6、件下，利用熱能切斷生物質(zhì)大分子中的化學(xué)鍵，使之轉(zhuǎn)變?yōu)榈头肿游镔|(zhì)的熱化斷生物質(zhì)大分子中的化學(xué)鍵，使之轉(zhuǎn)變?yōu)榈头肿游镔|(zhì)的熱化學(xué)反應(yīng)。熱解產(chǎn)物包括醋酸、甲醇、木焦油抗聚劑、木餾油學(xué)反應(yīng)。熱解產(chǎn)物包括醋酸、甲醇、木焦油抗聚劑、木餾油和木炭等。和木炭等。氣化氣化 是用氣化劑（空氣、水蒸汽或氧）在高溫條件下通過是用氣化劑（空氣、水蒸汽或氧）在高溫條件下通過熱化學(xué)反應(yīng)將生物質(zhì)中可燃部分轉(zhuǎn)化為可燃?xì)怏w（一氧化碳、熱化學(xué)反應(yīng)將生物質(zhì)中可燃部分轉(zhuǎn)化為可燃?xì)怏w（一氧化碳、氫氣、甲烷），轉(zhuǎn)化產(chǎn)物可以直接燃燒，也可以作為化工原氫氣、甲烷），轉(zhuǎn)化產(chǎn)物可以直接燃燒，也可以作為化工原料。料。液化液化 經(jīng)過一系列的化學(xué)加工過程

7、，使生物質(zhì)轉(zhuǎn)化成液體燃經(jīng)過一系列的化學(xué)加工過程，使生物質(zhì)轉(zhuǎn)化成液體燃料（主要是汽油、柴油等）。料（主要是汽油、柴油等）。酯化酯化 將植物油與甲醇或乙醇在催化劑作用下轉(zhuǎn)化成生物柴將植物油與甲醇或乙醇在催化劑作用下轉(zhuǎn)化成生物柴油和甘油。油和甘油。生物法氣化生物法氣化 依靠微生物或酶的作用，在沼氣池內(nèi)將生物質(zhì)依靠微生物或酶的作用，在沼氣池內(nèi)將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化成沼氣（主要成分為甲烷）和其他有用的有機(jī)質(zhì)?？赊D(zhuǎn)化成沼氣（主要成分為甲烷）和其他有用的有機(jī)質(zhì)。可以處理大量的農(nóng)業(yè)廢棄物，牲畜糞便，生活污水，工業(yè)有以處理大量的農(nóng)業(yè)廢棄物，牲畜糞便，生活污水，工業(yè)有機(jī)廢水，垃圾等。沼氣可以用于發(fā)電和生活用氣，是目前機(jī)廢水

8、，垃圾等。沼氣可以用于發(fā)電和生活用氣，是目前最理想的生物質(zhì)能利用形式之一。既處理了廢棄物又獲得最理想的生物質(zhì)能利用形式之一。既處理了廢棄物又獲得了寶貴的能源，具有很好的環(huán)境綜合效應(yīng)。了寶貴的能源，具有很好的環(huán)境綜合效應(yīng)。生物法液化生物法液化 依靠微生物或酶的作用，在發(fā)酵池內(nèi)從生物質(zhì)依靠微生物或酶的作用，在發(fā)酵池內(nèi)從生物質(zhì)內(nèi)生產(chǎn)出乙醇（酒精），乙醇可以與汽油參混，形成汽油內(nèi)生產(chǎn)出乙醇（酒精），乙醇可以與汽油參混，形成汽油醇，部分代替汽油，同時(shí)改善汽車的排放指標(biāo)。生產(chǎn)乙醇醇，部分代替汽油，同時(shí)改善汽車的排放指標(biāo)。生產(chǎn)乙醇的生物質(zhì)可以是一些能源作物，甘蔗渣、陳化糧等。的生物質(zhì)可以是一些能源作物，甘蔗

9、渣、陳化糧等。5 5、生物質(zhì)燃料、生物質(zhì)燃料 生物質(zhì)直接燃燒過程包括預(yù)熱、干燥、析出揮發(fā)分生物質(zhì)直接燃燒過程包括預(yù)熱、干燥、析出揮發(fā)分和焦炭燃燒等階段。和焦炭燃燒等階段。生物質(zhì)表面的可燃物被引燃之后，溫度生物質(zhì)表面的可燃物被引燃之后，溫度逐漸升高，生物質(zhì)中的水分逐漸被蒸發(fā)。干燥的生物質(zhì)繼續(xù)吸熱逐漸升高，生物質(zhì)中的水分逐漸被蒸發(fā)。干燥的生物質(zhì)繼續(xù)吸熱增溫，發(fā)生分解，析出的揮發(fā)分和空氣混合，形成具有一定濃度增溫，發(fā)生分解，析出的揮發(fā)分和空氣混合，形成具有一定濃度的揮發(fā)分與氧氣的混合物。若溫度和濃度都滿足特定條件，揮發(fā)的揮發(fā)分與氧氣的混合物。若溫度和濃度都滿足特定條件，揮發(fā)分也起火燃燒。表面燃燒所放

10、出的熱能逐漸積聚，通過傳導(dǎo)和輻分也起火燃燒。表面燃燒所放出的熱能逐漸積聚，通過傳導(dǎo)和輻射向生物質(zhì)內(nèi)層擴(kuò)散，從而使內(nèi)層揮發(fā)分析出，繼續(xù)與氧氣混合射向生物質(zhì)內(nèi)層擴(kuò)散，從而使內(nèi)層揮發(fā)分析出，繼續(xù)與氧氣混合燃燒，并放出大量的熱量。此時(shí)，生物質(zhì)中剩下的焦炭被揮發(fā)分燃燒，并放出大量的熱量。此時(shí)，生物質(zhì)中剩下的焦炭被揮發(fā)分包圍，其表面不易與氧氣接觸，難以燃燒，因而不斷產(chǎn)生灰分，包圍，其表面不易與氧氣接觸，難以燃燒，因而不斷產(chǎn)生灰分，把剩余的焦炭包裹，妨礙它繼續(xù)燃燒。可適當(dāng)加以攪動(dòng)或加強(qiáng)通把剩余的焦炭包裹，妨礙它繼續(xù)燃燒?？蛇m當(dāng)加以攪動(dòng)或加強(qiáng)通風(fēng)，促進(jìn)剩余焦炭的燃燒，減少灰渣中殘留的炭。風(fēng)，促進(jìn)剩余焦炭的燃燒

11、，減少灰渣中殘留的炭。（1 1）固體生物質(zhì)燃料）固體生物質(zhì)燃料a.a.生物質(zhì)直接燃燒生物質(zhì)直接燃燒 含碳量少，能量密度低，燃燒時(shí)間短；含碳量少，能量密度低，燃燒時(shí)間短； 多為碳?xì)浠衔?，受熱分解后揮發(fā)分多，需充分利用；多為碳?xì)浠衔铮軣岱纸夂髶]發(fā)分多，需充分利用； 含氧量多，易點(diǎn)燃，不需太多氧氣供應(yīng)；含氧量多，易點(diǎn)燃，不需太多氧氣供應(yīng)； 密度小，容易充分燃盡，灰渣中殘留的碳量?。幻芏刃?，容易充分燃盡，灰渣中殘留的碳量?。?松散、體積大、不便運(yùn)輸。松散、體積大、不便運(yùn)輸。與煤炭相比，固態(tài)生物質(zhì)燃料的特點(diǎn)：與煤炭相比，固態(tài)生物質(zhì)燃料的特點(diǎn)： 將木質(zhì)素充當(dāng)粘合劑，將松散的秸稈、樹枝和木屑等將木質(zhì)素

12、充當(dāng)粘合劑，將松散的秸稈、樹枝和木屑等農(nóng)林廢棄物擠壓成特定形狀的固體燃料，可提高其能量密農(nóng)林廢棄物擠壓成特定形狀的固體燃料，可提高其能量密度，改善燃燒性能。度，改善燃燒性能。 固體成形燃料能源密度相當(dāng)于中等煙煤，熱值顯著提固體成形燃料能源密度相當(dāng)于中等煙煤，熱值顯著提高，便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸，并保持了生物質(zhì)揮發(fā)性高、易著火高，便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸，并保持了生物質(zhì)揮發(fā)性高、易著火燃燒、灰分及含硫量低、燃燒產(chǎn)生污染物較少等優(yōu)點(diǎn)，是燃燒、灰分及含硫量低、燃燒產(chǎn)生污染物較少等優(yōu)點(diǎn)，是一種不可多得的清潔商業(yè)燃料。一種不可多得的清潔商業(yè)燃料。b.b.固體成形燃料固體成形燃料 可燃燒的生物質(zhì)氣化后產(chǎn)生可燃性混合氣體，稱

13、為可燃燒的生物質(zhì)氣化后產(chǎn)生可燃性混合氣體，稱為生生物質(zhì)燃?xì)馕镔|(zhì)燃?xì)?。生物質(zhì)燃?xì)庵饕煞钟?。生物質(zhì)燃?xì)庵饕煞钟蠧OCO、H H2 2、CHCH4 4等可燃?xì)獾瓤扇細(xì)怏w，與體，與“煤氣煤氣”大致相同，俗稱大致相同，俗稱“木煤氣木煤氣”。（2 2）氣體生物質(zhì)燃料）氣體生物質(zhì)燃料a.a.木煤氣木煤氣 沼氣的主要成分是沼氣的主要成分是CHCH4 4、COCO2 2等。甲烷的熱值很高，完等。甲烷的熱值很高，完全燃燒時(shí)僅生成二氧化碳和水，是一種清潔燃料。沼液、全燃燒時(shí)僅生成二氧化碳和水，是一種清潔燃料。沼液、沼渣是優(yōu)質(zhì)的有機(jī)綠色肥料。沼渣是優(yōu)質(zhì)的有機(jī)綠色肥料。b.b.沼氣沼氣 沼氣池要密封（隔絕空氣、不透

14、氣、不滲水）；沼氣池要密封（隔絕空氣、不透氣、不滲水）； 要維持要維持20-4020-40； 要有充足的養(yǎng)分，供給微生物用于生存和繁殖；要有充足的養(yǎng)分，供給微生物用于生存和繁殖； 發(fā)酵原料要含適量水，一般要求含水發(fā)酵原料要含適量水，一般要求含水80%80%左右；左右； 沼氣池的沼氣池的PHPH值一般控制在值一般控制在7-8.57-8.5。沼氣池必須符合多種條件：沼氣池必須符合多種條件： 農(nóng)村戶用小型沼氣技農(nóng)村戶用小型沼氣技術(shù)已比較成熟。正常情術(shù)已比較成熟。正常情況下，這種家用沼氣池況下，這種家用沼氣池在中國南方可年產(chǎn)沼氣在中國南方可年產(chǎn)沼氣250300m3，提供一個(gè)，提供一個(gè)農(nóng)戶農(nóng)戶810個(gè)月

15、的生活燃個(gè)月的生活燃料。料。 圖圖6-11 6-11 水壓式沼氣池結(jié)構(gòu)水壓式沼氣池結(jié)構(gòu) 1進(jìn)料口進(jìn)料口 20壓水位壓水位 3輸出閥門輸出閥門 4蓋板蓋板 5溢流口溢流口 6貯留室貯留室 7水壓箱水壓箱 8滲井滲井 9發(fā)酵室發(fā)酵室 10貯氣室貯氣室 乙醇通常由淀粉質(zhì)原料、糖質(zhì)原料、纖維素原料等經(jīng)乙醇通常由淀粉質(zhì)原料、糖質(zhì)原料、纖維素原料等經(jīng)發(fā)酵、蒸餾后制成。乙醇進(jìn)一步脫水（使乙醇含量達(dá)發(fā)酵、蒸餾后制成。乙醇進(jìn)一步脫水（使乙醇含量達(dá)99.6%99.6%以上）再加上適量的變性劑即可制成燃料乙醇。以上）再加上適量的變性劑即可制成燃料乙醇。 乙醇燃燒熱值高，是一種優(yōu)質(zhì)的液體燃料。其生產(chǎn)成乙醇燃燒熱值高，

16、是一種優(yōu)質(zhì)的液體燃料。其生產(chǎn)成本與汽油、柴油大致相當(dāng)，產(chǎn)生的環(huán)境污染卻很少。生物本與汽油、柴油大致相當(dāng)，產(chǎn)生的環(huán)境污染卻很少。生物燃料乙醇在燃燒過程中排放的二氧化碳和含硫氣體均低于燃料乙醇在燃燒過程中排放的二氧化碳和含硫氣體均低于汽油燃料。汽油燃料。 （3 3）液體生物質(zhì)燃料）液體生物質(zhì)燃料 a. a.燃料乙醇燃料乙醇 植物油是指利用野生或人工種植的含油植物的果植物油是指利用野生或人工種植的含油植物的果實(shí)、葉、莖，經(jīng)過壓榨、提取、萃取和精煉等處理得實(shí)、葉、莖，經(jīng)過壓榨、提取、萃取和精煉等處理得到的油料。到的油料。 植物油的熱值只比柴油的稍小。無論單獨(dú)使用還植物油的熱值只比柴油的稍小。無論單獨(dú)使

17、用還是和柴油混合，植物油都可以在柴油機(jī)里面直接燃燒。是和柴油混合，植物油都可以在柴油機(jī)里面直接燃燒。b.b.植物油植物油 生物柴油是指來自生物質(zhì)的原料油經(jīng)過一系列加工生物柴油是指來自生物質(zhì)的原料油經(jīng)過一系列加工處理過程制成的液體燃料。處理過程制成的液體燃料。 制取生物柴油的原料，包括植物油脂、動(dòng)物油脂、制取生物柴油的原料，包括植物油脂、動(dòng)物油脂、廢棄食用油等。生物柴油生產(chǎn)技術(shù)以化學(xué)法為主，即原廢棄食用油等。生物柴油生產(chǎn)技術(shù)以化學(xué)法為主，即原料油與甲醇或乙醇在酸、堿或生物酶等催化劑作用下進(jìn)料油與甲醇或乙醇在酸、堿或生物酶等催化劑作用下進(jìn)行酯交換反應(yīng)，生成相應(yīng)的脂肪酸甲酯或乙酯燃料油。行酯交換反應(yīng)

18、，生成相應(yīng)的脂肪酸甲酯或乙酯燃料油。 生物柴油是汽油、柴油的優(yōu)質(zhì)代用燃料，可替代柴生物柴油是汽油、柴油的優(yōu)質(zhì)代用燃料，可替代柴油單獨(dú)使用，又可以一定比例與柴油混合使用。生物柴油單獨(dú)使用，又可以一定比例與柴油混合使用。生物柴油的燃點(diǎn)是柴油的兩倍，使用、處理、運(yùn)輸和儲(chǔ)藏都更油的燃點(diǎn)是柴油的兩倍，使用、處理、運(yùn)輸和儲(chǔ)藏都更為安全。為安全。c.c.生物柴油生物柴油生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù)生物質(zhì)能發(fā)電技術(shù) 由于電能具有清潔、易傳輸、易使用等優(yōu)良特性，由于電能具有清潔、易傳輸、易使用等優(yōu)良特性，只要提供電能，幾乎所有的設(shè)備都可以滿足各自的需只要提供電能，幾乎所有的設(shè)備都可以滿足各自的需要。因而生物質(zhì)能除了直接轉(zhuǎn)化

19、成熱能供消費(fèi)外，最要。因而生物質(zhì)能除了直接轉(zhuǎn)化成熱能供消費(fèi)外，最終消費(fèi)形式還是以轉(zhuǎn)化成電能為主。生物質(zhì)能的發(fā)電終消費(fèi)形式還是以轉(zhuǎn)化成電能為主。生物質(zhì)能的發(fā)電包括包括生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電、生物質(zhì)汽化發(fā)電、沼氣發(fā)生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電、生物質(zhì)汽化發(fā)電、沼氣發(fā)電、垃圾焚燒發(fā)電電、垃圾焚燒發(fā)電等。等。1 1、生物質(zhì)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展概況、生物質(zhì)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展概況 1991 1991年，在瑞典瓦那茂興建了世界上第一座生物年，在瑞典瓦那茂興建了世界上第一座生物質(zhì)汽化燃?xì)廨啓C(jī)質(zhì)汽化燃?xì)廨啓C(jī)/ /發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)汽輪機(jī)汽輪機(jī)/ /發(fā)電機(jī)聯(lián)合發(fā)電廠，發(fā)電機(jī)聯(lián)合發(fā)電廠，凈發(fā)電量達(dá)凈發(fā)電量達(dá)6MW6MW. .h h，凈供熱量

20、達(dá)，凈供熱量達(dá)9MW9MW，系統(tǒng)總效率達(dá)到，系統(tǒng)總效率達(dá)到80%80%以上。以上。 截至截至20112011年，全世界生物質(zhì)能發(fā)電裝機(jī)容量已達(dá)年，全世界生物質(zhì)能發(fā)電裝機(jī)容量已達(dá)50005000萬萬kWkW，年發(fā)電量約為，年發(fā)電量約為25002500億億kWkW. .h h，可替代，可替代90009000萬萬t t標(biāo)準(zhǔn)煤，是風(fēng)電、光電、地?zé)岬瓤稍偕茉窗l(fā)電量標(biāo)準(zhǔn)煤，是風(fēng)電、光電、地?zé)岬瓤稍偕茉窗l(fā)電量的總和。的總和。 芬蘭是歐盟國家中利用生物質(zhì)能發(fā)電最成功的國芬蘭是歐盟國家中利用生物質(zhì)能發(fā)電最成功的國家之一，目前生物質(zhì)能發(fā)電量占本國發(fā)電量的家之一，目前生物質(zhì)能發(fā)電量占本國發(fā)電量的11%11%。a

21、.a.國外生物質(zhì)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r國外生物質(zhì)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r 20032003年，山東省十里泉熱電廠部分引進(jìn)丹麥生年，山東省十里泉熱電廠部分引進(jìn)丹麥生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)，投資約物質(zhì)發(fā)電技術(shù)，投資約80008000多萬對(duì)該廠多萬對(duì)該廠410t/h410t/h煤粉煤粉鍋爐進(jìn)行改造，摻燒約鍋爐進(jìn)行改造，摻燒約2020的小麥秸稈并于次年年的小麥秸稈并于次年年初成功投入運(yùn)行。初成功投入運(yùn)行。20042004年年8 8月，國家發(fā)改委分別批準(zhǔn)月，國家發(fā)改委分別批準(zhǔn)了山東單縣和河北晉州秸稈發(fā)電項(xiàng)目，該兩個(gè)項(xiàng)目了山東單縣和河北晉州秸稈發(fā)電項(xiàng)目，該兩個(gè)項(xiàng)目分別于分別于20062006年底和年底和20072007年

22、初投入試運(yùn)。水電水利規(guī)年初投入試運(yùn)。水電水利規(guī)劃設(shè)計(jì)總院和國家可再生能源信息管理中心發(fā)布了劃設(shè)計(jì)總院和國家可再生能源信息管理中心發(fā)布了20132013中國生物質(zhì)發(fā)電建設(shè)統(tǒng)計(jì)報(bào)告中國生物質(zhì)發(fā)電建設(shè)統(tǒng)計(jì)報(bào)告，報(bào)告顯示，報(bào)告顯示，截至截至20132013年底，除青海省、寧夏回族自治區(qū)、西藏年底，除青海省、寧夏回族自治區(qū)、西藏自治區(qū)以外，全國已經(jīng)有自治區(qū)以外，全國已經(jīng)有2828個(gè)?。ㄊ?、區(qū)）開發(fā)了個(gè)?。ㄊ小^(qū)）開發(fā)了生物質(zhì)能發(fā)電項(xiàng)目。生物質(zhì)能發(fā)電項(xiàng)目。b.b.我國生物質(zhì)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r我國生物質(zhì)能發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r 全國累計(jì)核準(zhǔn)容量達(dá)到全國累計(jì)核準(zhǔn)容量達(dá)到12226.2112226.21兆瓦，其中

23、并網(wǎng)兆瓦，其中并網(wǎng)容量容量7790.017790.01兆瓦，占核準(zhǔn)容量的兆瓦，占核準(zhǔn)容量的63.72%63.72%。江蘇省、。江蘇省、山東省生物質(zhì)發(fā)電累計(jì)核準(zhǔn)容量分別為山東省生物質(zhì)發(fā)電累計(jì)核準(zhǔn)容量分別為13951395兆瓦、兆瓦、13761376兆瓦，分別占全國累計(jì)核準(zhǔn)容量的兆瓦，分別占全國累計(jì)核準(zhǔn)容量的11.42%11.42%、11.27%11.27%，居全國前兩位。核準(zhǔn)容量排在三至六位的，居全國前兩位。核準(zhǔn)容量排在三至六位的是湖北省、浙江省、黑龍江省、吉林省，六省累計(jì)是湖北省、浙江省、黑龍江省、吉林省，六省累計(jì)核準(zhǔn)容量占全國總核準(zhǔn)容量的核準(zhǔn)容量占全國總核準(zhǔn)容量的50.08%50.08%。

24、從生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)類型看，農(nóng)林生物質(zhì)直接燃燒從生物質(zhì)發(fā)電技術(shù)類型看，農(nóng)林生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電總并網(wǎng)容量為發(fā)電總并網(wǎng)容量為4195.34195.3兆瓦，占比兆瓦，占比53.85%53.85%；垃圾；垃圾焚燒發(fā)電總并網(wǎng)容量焚燒發(fā)電總并網(wǎng)容量3400.293400.29兆瓦，占比兆瓦，占比43.65%43.65%；沼；沼氣發(fā)電并網(wǎng)容量氣發(fā)電并網(wǎng)容量194.42194.42兆瓦，占比兆瓦，占比2.5%2.5%。 2013 2013年全國農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電單位千瓦動(dòng)態(tài)投資年全國農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電單位千瓦動(dòng)態(tài)投資額約為額約為8000-100008000-10000元，平均元，平均91609160元。全國垃圾焚燒發(fā)元。

25、全國垃圾焚燒發(fā)電平均單位千瓦投資額約為電平均單位千瓦投資額約為15000-2000015000-20000元，平均元，平均1776317763元。沼氣發(fā)電單位千瓦投資額約為元。沼氣發(fā)電單位千瓦投資額約為10000-1700010000-17000元，平均元，平均1301513015元。元。 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至20132013年底，生物質(zhì)發(fā)電累計(jì)年底，生物質(zhì)發(fā)電累計(jì)并網(wǎng)容量排在前十位的企業(yè)依次是武漢凱迪、國網(wǎng)國并網(wǎng)容量排在前十位的企業(yè)依次是武漢凱迪、國網(wǎng)國能、國電集團(tuán)、光大國際、上海城投、中節(jié)能、深圳能、國電集團(tuán)、光大國際、上海城投、中節(jié)能、深圳市能源環(huán)保、廣東粵電、河北建設(shè)、

26、廈門創(chuàng)冠市能源環(huán)保、廣東粵電、河北建設(shè)、廈門創(chuàng)冠 。 2013 2013年全國農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電單位千瓦動(dòng)態(tài)投資年全國農(nóng)林生物質(zhì)發(fā)電單位千瓦動(dòng)態(tài)投資額約為額約為8000-100008000-10000元，平均元，平均91609160元。全國垃圾焚燒發(fā)元。全國垃圾焚燒發(fā)電平均單位千瓦投資額約為電平均單位千瓦投資額約為15000-2000015000-20000元，平均元，平均1776317763元。沼氣發(fā)電單位千瓦投資額約為元。沼氣發(fā)電單位千瓦投資額約為10000-1700010000-17000元，平均元，平均1301513015元。元。 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至20132013年底，

27、生物質(zhì)發(fā)電累計(jì)年底，生物質(zhì)發(fā)電累計(jì)并網(wǎng)容量排在前十位的企業(yè)依次是武漢凱迪、國網(wǎng)國并網(wǎng)容量排在前十位的企業(yè)依次是武漢凱迪、國網(wǎng)國能、國電集團(tuán)、光大國際、上海城投、中節(jié)能、深圳能、國電集團(tuán)、光大國際、上海城投、中節(jié)能、深圳市能源環(huán)保、廣東粵電、河北建設(shè)、廈門創(chuàng)冠市能源環(huán)保、廣東粵電、河北建設(shè)、廈門創(chuàng)冠 。山東生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目一覽表山東生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目一覽表項(xiàng)目名稱項(xiàng)目名稱規(guī)模規(guī)模地址地址建設(shè)進(jìn)度建設(shè)進(jìn)度濟(jì)濟(jì)寧寧1 1汶上生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目汶上生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目25MW25MW汶上縣郭倉鄉(xiāng)汶上縣郭倉鄉(xiāng)報(bào)批立項(xiàng)報(bào)批立項(xiàng)2 2梁山縣生物質(zhì)能發(fā)電項(xiàng)目梁山縣生物質(zhì)能發(fā)電項(xiàng)目24MW24MW梁山經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)梁山經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)在

28、建在建棗棗莊莊3 3山東豐源通力生物質(zhì)發(fā)電山東豐源通力生物質(zhì)發(fā)電有限公司有限公司25MW25MW棗莊市嶧城區(qū)棗莊市嶧城區(qū)在建在建臨臨沂沂4 4匯豐生物質(zhì)發(fā)電有限公司匯豐生物質(zhì)發(fā)電有限公司2 275t/h+15MW75t/h+15MW臨沂市羅莊區(qū)盛莊臨沂市羅莊區(qū)盛莊環(huán)評(píng)環(huán)評(píng)5 5國能臨沂生物質(zhì)能電廠國能臨沂生物質(zhì)能電廠30MW30MW臨沂市河?xùn)|區(qū)臨沂市河?xùn)|區(qū)已核準(zhǔn)已核準(zhǔn)菏菏澤澤6 6國能單縣生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目國能單縣生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目25MW25MW單縣經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)單縣經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)運(yùn)行中運(yùn)行中7 7國能巨野生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目國能巨野生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目2 212MW12MW菏澤市巨野縣菏澤市巨野縣運(yùn)行中運(yùn)行中

29、聊聊城城8 8國電聊城生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目國電聊城生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目2 275 +275 +21515聊城冠縣定遠(yuǎn)寨鄉(xiāng)聊城冠縣定遠(yuǎn)寨鄉(xiāng)運(yùn)行中運(yùn)行中9 9莘縣廣潮生物質(zhì)發(fā)電莘縣廣潮生物質(zhì)發(fā)電2 215MW15MW莘縣東環(huán)北路莘縣東環(huán)北路已核準(zhǔn)已核準(zhǔn)泰安泰安1111國能寧陽縣生物秸稈發(fā)電項(xiàng)目國能寧陽縣生物秸稈發(fā)電項(xiàng)目2 212MW12MW寧陽縣伏山鎮(zhèn)寧陽縣伏山鎮(zhèn)在建在建德州德州1212國電樂陵生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目國電樂陵生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目30MW30MW樂陵市開發(fā)區(qū)樂陵市開發(fā)區(qū)計(jì)劃動(dòng)工計(jì)劃動(dòng)工1313山東三融集團(tuán)生物質(zhì)發(fā)電山東三融集團(tuán)生物質(zhì)發(fā)電30MW30MW夏津縣經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)夏津縣經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)在建在建1414山東漢源綠

30、色能源公司山東漢源綠色能源公司50MW50MW平原縣開發(fā)區(qū)東區(qū)平原縣開發(fā)區(qū)東區(qū)在建在建東營東營1515勝園生物質(zhì)能熱電項(xiàng)目勝園生物質(zhì)能熱電項(xiàng)目2 225MW25MW東營勝利工業(yè)園東營勝利工業(yè)園施工準(zhǔn)備施工準(zhǔn)備1616國能墾利生物質(zhì)發(fā)電公司國能墾利生物質(zhì)發(fā)電公司25MW25MW墾利縣西郊?jí)ɡh西郊運(yùn)行中運(yùn)行中濱州濱州1717山東京能生物質(zhì)發(fā)電公司山東京能生物質(zhì)發(fā)電公司2 212MW12MW無棣縣柳堡鄉(xiāng)無棣縣柳堡鄉(xiāng)運(yùn)行中運(yùn)行中1818中電環(huán)宇生物質(zhì)能熱電中電環(huán)宇生物質(zhì)能熱電75t/h+6MW75t/h+6MW濱州市博興縣濱州市博興縣運(yùn)行中運(yùn)行中1919陽信生物質(zhì)能熱電項(xiàng)目陽信生物質(zhì)能熱電項(xiàng)目75t

31、/h+12MW75t/h+12MW濱州市陽信縣濱州市陽信縣在建在建淄博淄博2020山東麗村熱電有限公司山東麗村熱電有限公司75t/h+15MW75t/h+15MW高青縣田鎮(zhèn)高青縣田鎮(zhèn)核準(zhǔn)中核準(zhǔn)中濟(jì)濟(jì)南南2121山東禾維濟(jì)陽生物質(zhì)發(fā)電山東禾維濟(jì)陽生物質(zhì)發(fā)電2 275t/h+15MW75t/h+15MW濟(jì)陽縣城北濟(jì)陽縣城北在建在建2222濟(jì)南瑋泉生物發(fā)電工程濟(jì)南瑋泉生物發(fā)電工程130t/h+30MW130t/h+30MW平陰縣西南平陰縣西南環(huán)評(píng)環(huán)評(píng)濰濰坊坊2323安丘盛源熱電安丘盛源熱電2 215MW15MW安丘市市區(qū)西南安丘市市區(qū)西南備案核準(zhǔn)備案核準(zhǔn)2424國能諸城生物質(zhì)能電廠國能諸城生物質(zhì)能電

32、廠2 212MW12MW濰坊市諸城縣濰坊市諸城縣報(bào)批可研報(bào)批可研2525華濰熱電有限公司華濰熱電有限公司35MW35MW濰坊市高新區(qū)濰坊市高新區(qū)在建在建2626昌邑安利興生物質(zhì)發(fā)電廠昌邑安利興生物質(zhì)發(fā)電廠2 212+212+27575昌邑市沿海開發(fā)區(qū)昌邑市沿海開發(fā)區(qū)投產(chǎn)投產(chǎn)2727山東高密生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目山東高密生物質(zhì)發(fā)電項(xiàng)目25MW25MW濰坊市高密市濰坊市高密市簽約簽約2 2、生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電技術(shù)、生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電技術(shù) 生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電是指把生物質(zhì)原料送生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電是指把生物質(zhì)原料送入適合生物質(zhì)燃燒的特定鍋爐中直接燃燒，產(chǎn)入適合生物質(zhì)燃燒的特定鍋爐中直接燃燒，產(chǎn)生蒸汽帶動(dòng)蒸汽輪機(jī)

33、及發(fā)電機(jī)發(fā)電。生蒸汽帶動(dòng)蒸汽輪機(jī)及發(fā)電機(jī)發(fā)電。 生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)包括生物質(zhì)直接燃燒發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)包括原料原料預(yù)處理，生物質(zhì)鍋爐防腐，提高生物質(zhì)鍋爐的預(yù)處理，生物質(zhì)鍋爐防腐，提高生物質(zhì)鍋爐的多種原料適用性及燃燒效率、蒸汽輪機(jī)效率等多種原料適用性及燃燒效率、蒸汽輪機(jī)效率等技術(shù)。技術(shù)。a.a.單燃生物直燃技術(shù)單燃生物直燃技術(shù) 秸稈等生物質(zhì)與常規(guī)燃料的區(qū)別：秸稈等生物質(zhì)與常規(guī)燃料的區(qū)別：秸稈的含水量秸稈的含水量較大，約為較大，約為20%20%，是常規(guī)燃料的，是常規(guī)燃料的8 8 1010倍；倍；秸稈的堆積密秸稈的堆積密度小；度小；燃盡時(shí)間較長。燃盡時(shí)間較長。b.b.生物質(zhì)與煤混合直燃技術(shù)生物

34、質(zhì)與煤混合直燃技術(shù) 兩種混合燃燒方式。技術(shù)優(yōu)勢(shì)：兩種混合燃燒方式。技術(shù)優(yōu)勢(shì)：廉價(jià)、低風(fēng)險(xiǎn)；廉價(jià)、低風(fēng)險(xiǎn)；煤粉發(fā)電效率高，可達(dá)煤粉發(fā)電效率高，可達(dá)35%35%以上；以上；可降低電廠的可降低電廠的SOSO2 2和和NONO2 2及及COCO2 2的排放。的排放。3 3、生物質(zhì)汽化發(fā)電技術(shù)、生物質(zhì)汽化發(fā)電技術(shù) 生物質(zhì)在汽化爐中氣化生成含氫、一氧化生物質(zhì)在汽化爐中氣化生成含氫、一氧化碳和低分子烴類的可燃?xì)怏w，經(jīng)過凈化后驅(qū)動(dòng)碳和低分子烴類的可燃?xì)怏w，經(jīng)過凈化后驅(qū)動(dòng)內(nèi)燃機(jī)或小型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電。內(nèi)燃機(jī)或小型燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電。 根據(jù)燃?xì)獍l(fā)電設(shè)備的不同，生物質(zhì)汽化發(fā)根據(jù)燃?xì)獍l(fā)電設(shè)備的不同，生物質(zhì)汽化發(fā)電有以下幾種發(fā)電

35、方式。電有以下幾種發(fā)電方式。生物質(zhì)汽化發(fā)電方式生物質(zhì)汽化發(fā)電方式內(nèi)燃機(jī)工作原理內(nèi)燃機(jī)工作原理燃?xì)廨啓C(jī)工作原理燃?xì)廨啓C(jī)工作原理生物質(zhì)發(fā)電生物質(zhì)發(fā)電- -規(guī)模與發(fā)電機(jī)選擇規(guī)模與發(fā)電機(jī)選擇生物質(zhì)生物質(zhì) Direct Combustion內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)電能電能生物質(zhì)生物質(zhì)IGCC燃?xì)廨啓C(jī)電能電能生物質(zhì)生物質(zhì)電能電能IGCC=10-15=25-35=35-45規(guī)模規(guī)模200KW200KW200KW200KW規(guī)模規(guī)模1MW1MW1MW1MW規(guī)模規(guī)模4 4、沼氣發(fā)電技術(shù)與控制策略、沼氣發(fā)電技術(shù)與控制策略a.a.沼氣燃燒發(fā)電沼氣燃燒發(fā)電沼氣燃燒發(fā)電類型沼氣燃燒發(fā)電類型沼氣燃燒發(fā)電類型沼氣燃燒發(fā)電類型 從圖中可見

36、，在從圖中可見，在40004000 kW kW 以下的功率范圍內(nèi)，采用內(nèi)以下的功率范圍內(nèi)，采用內(nèi)燃機(jī)具有較高的利用效率。相對(duì)燃煤、燃油發(fā)電來說，沼燃機(jī)具有較高的利用效率。相對(duì)燃煤、燃油發(fā)電來說，沼氣發(fā)電的特點(diǎn)是功率小，對(duì)于這種類型的發(fā)電動(dòng)力設(shè)備，氣發(fā)電的特點(diǎn)是功率小，對(duì)于這種類型的發(fā)電動(dòng)力設(shè)備，國際上普遍采用內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電，否則在經(jīng)濟(jì)性國際上普遍采用內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行發(fā)電，否則在經(jīng)濟(jì)性上不可行。上不可行。不同動(dòng)力設(shè)備的能量利用率不同動(dòng)力設(shè)備的能量利用率 在沼氣可以滿足在沼氣可以滿足鍋爐燃燒要求時(shí)，采鍋爐燃燒要求時(shí)，采用由沼氣供氣的方式；用由沼氣供氣的方式；當(dāng)沼氣不能滿足鍋爐當(dāng)沼氣不能滿

37、足鍋爐燃燒要求時(shí)，切換至燃燒要求時(shí)，切換至天然氣供氣方式。這天然氣供氣方式。這種方式是共用了一個(gè)種方式是共用了一個(gè)燃燒器，即采用一拖燃燒器，即采用一拖二的方式使兩種氣源二的方式使兩種氣源合用一個(gè)燃燒控制器。合用一個(gè)燃燒控制器。 沼氣與天然氣雙氣源鍋爐沼氣與天然氣雙氣源鍋爐 b.b.沼氣燃料電池發(fā)電沼氣燃料電池發(fā)電 沼氣燃料電池沼氣燃料電池是將沼氣化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能的一種裝置，是將沼氣化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能的一種裝置，它所用的它所用的“燃料燃料”并不燃燒，而是直接產(chǎn)生電能。并不燃燒，而是直接產(chǎn)生電能。 燃料處理單元燃料處理單元發(fā)電單元發(fā)電單元電流轉(zhuǎn)換單元電流轉(zhuǎn)換單元沼氣燃料電池系統(tǒng)的組成沼氣燃料電池系統(tǒng)

38、的組成: : 燃料處理單元燃料處理單元 該單元主要部件是改質(zhì)器，它以鎳為催化該單元主要部件是改質(zhì)器，它以鎳為催化劑，將甲烷轉(zhuǎn)化為氫氣，反應(yīng)過程如下劑，將甲烷轉(zhuǎn)化為氫氣，反應(yīng)過程如下 （參與反應(yīng)的水蒸汽（參與反應(yīng)的水蒸汽來自發(fā)電單元）來自發(fā)電單元） 422223( )7NiCHH O gHCOCO 為了降低為了降低CO的濃度，在銅和鋅的催化作用下，混合氣體的濃度，在銅和鋅的催化作用下，混合氣體在改質(zhì)器后的變成器中得到進(jìn)一步的改良，反應(yīng)式如式在改質(zhì)器后的變成器中得到進(jìn)一步的改良，反應(yīng)式如式 ,222227( )82Cu ZnHCOCOH O gHCO 發(fā)電單元發(fā)電單元 發(fā)電單元基本部件由兩個(gè)電極和

39、電解質(zhì)組成，發(fā)電單元基本部件由兩個(gè)電極和電解質(zhì)組成，氫氣和氧化劑氫氣和氧化劑(O2)在兩個(gè)電極上進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，電解質(zhì)則構(gòu)在兩個(gè)電極上進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，電解質(zhì)則構(gòu)成電池的內(nèi)回路。電解質(zhì)可采用磷酸，其發(fā)電效率雖然較低，成電池的內(nèi)回路。電解質(zhì)可采用磷酸，其發(fā)電效率雖然較低，但溫度低但溫度低(約約200)。在磷酸電解質(zhì)中，電池反應(yīng)為。在磷酸電解質(zhì)中，電池反應(yīng)為 +2(g)2+2eHH +221(g)+2+2e22OHH O 陽極陽極陰極陰極沼氣燃料電池（磷酸型燃料電池）工作原理沼氣燃料電池（磷酸型燃料電池）工作原理 電流轉(zhuǎn)換系統(tǒng)電流轉(zhuǎn)換系統(tǒng) 主要任務(wù)是把直流電轉(zhuǎn)換為交流電，供交主要任務(wù)是把直流電轉(zhuǎn)換為

40、交流電，供交流負(fù)載使用還可以實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)供電。流負(fù)載使用還可以實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)供電。 沼氣燃料電池所用的沼氣，其純度要求較高，要求甲烷沼氣燃料電池所用的沼氣，其純度要求較高，要求甲烷的濃度（體積分?jǐn)?shù)）在的濃度（體積分?jǐn)?shù)）在90%90%以上，其他成分如以上，其他成分如COCO2 2、H H2 2S S等對(duì)燃等對(duì)燃料電池有不利影響，必須對(duì)沼氣進(jìn)行提純。雙塔式吸收法是料電池有不利影響，必須對(duì)沼氣進(jìn)行提純。雙塔式吸收法是沼氣提純的一種簡單而有效的方法，裝置如下圖所示。沼氣提純的一種簡單而有效的方法，裝置如下圖所示。 這種裝置具有組成簡單、成本低、操作簡便的特點(diǎn)。這種裝置具有組成簡單、成本低、操作簡便的特點(diǎn)。第第一

41、吸收塔一吸收塔用處理水吸收大部分用處理水吸收大部分COCO2 2和和H H2 2S S，第二吸收塔第二吸收塔用用NaOHNaOH水溶液溶解吸收，這樣可節(jié)省水溶液溶解吸收，這樣可節(jié)省NaOHNaOH的用量。用此裝置提純沼的用量。用此裝置提純沼氣，氣，CHCH4 4的回收率高，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠。的回收率高，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠。 雙塔式吸收法提純沼氣雙塔式吸收法提純沼氣 圍繞著提高沼氣燃燒發(fā)電或沼氣燃料電池的轉(zhuǎn)化效率圍繞著提高沼氣燃燒發(fā)電或沼氣燃料電池的轉(zhuǎn)化效率， 沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)要解決的核心問題是沼氣的凈化處理沼氣發(fā)動(dòng)機(jī)要解決的核心問題是沼氣的凈化處理和混合。和混合。 1 1）沼氣的凈化處理）沼氣的凈化處

42、理 沼氣中含有微量水分和沼氣中含有微量水分和H H2 2S S等腐蝕性介質(zhì)，這些有害等腐蝕性介質(zhì)，這些有害成分對(duì)輸氣管道和發(fā)動(dòng)機(jī)部件產(chǎn)生腐蝕，影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正成分對(duì)輸氣管道和發(fā)動(dòng)機(jī)部件產(chǎn)生腐蝕，影響發(fā)動(dòng)機(jī)的正常運(yùn)行和使用壽命，可在進(jìn)氣管道上安裝脫硫塔、過濾除常運(yùn)行和使用壽命，可在進(jìn)氣管道上安裝脫硫塔、過濾除塵、除濕、除油裝置。塵、除濕、除油裝置。 c.c.沼氣發(fā)電的控制策略沼氣發(fā)電的控制策略 2 2）沼氣發(fā)電機(jī)組的防腐處理）沼氣發(fā)電機(jī)組的防腐處理 對(duì)輸氣管道、中冷器、增壓器、活塞等部件進(jìn)行涂漆對(duì)輸氣管道、中冷器、增壓器、活塞等部件進(jìn)行涂漆、滲瓷、滲氮等防護(hù)處理。在燃燒室周圍相關(guān)部件及排氣、滲瓷、

43、滲氮等防護(hù)處理。在燃燒室周圍相關(guān)部件及排氣管均應(yīng)考慮采取防腐措施。管均應(yīng)考慮采取防腐措施。 3 3）電控混合器技術(shù)）電控混合器技術(shù) 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控燃燒室內(nèi)的燃燒情況，并將計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)控燃燒室內(nèi)的燃燒情況，并將燃燒信號(hào)反饋到電氣控制單元（燃燒信號(hào)反饋到電氣控制單元（ECUECU），），ECUECU發(fā)出指令，使發(fā)出指令，使電控混合器的執(zhí)行器帶動(dòng)操縱機(jī)構(gòu)，改變沼氣和空氣的進(jìn)電控混合器的執(zhí)行器帶動(dòng)操縱機(jī)構(gòu)，改變沼氣和空氣的進(jìn)氣流道面積，根據(jù)沼氣中氣流道面積，根據(jù)沼氣中CHCH4 4濃度的變化合理匹配空氣和濃度的變化合理匹配空氣和沼氣流量，達(dá)到實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)空燃比的目的，使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和沼氣流量

44、，達(dá)到實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)空燃比的目的，使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和輸出功率平穩(wěn)。輸出功率平穩(wěn)。 沼氣燃料電池發(fā)電與沼氣發(fā)電機(jī)發(fā)電相比不僅發(fā)電效沼氣燃料電池發(fā)電與沼氣發(fā)電機(jī)發(fā)電相比不僅發(fā)電效率和能量利用率高，而且振動(dòng)和噪音小，排出的廢氣氮氧率和能量利用率高，而且振動(dòng)和噪音小，排出的廢氣氮氧化物和硫化物濃度低，因此是很有發(fā)展前途的沼氣利用工化物和硫化物濃度低，因此是很有發(fā)展前途的沼氣利用工藝。表藝。表6-10是日本某座處理水量為是日本某座處理水量為20萬萬m3/d的污水處理廠的污水處理廠沼氣燃料電池與沼氣發(fā)電的經(jīng)濟(jì)分析比較。沼氣燃料電池與沼氣發(fā)電的經(jīng)濟(jì)分析比較。 d.d.沼氣發(fā)電機(jī)發(fā)電與沼氣燃料電池發(fā)電的比較沼氣發(fā)電機(jī)發(fā)

45、電與沼氣燃料電池發(fā)電的比較沼氣用量（沼氣用量（m m3 3/d/d）68046804發(fā)電方式發(fā)電方式沼氣燃料電池（沼氣燃料電池（200kW200kW4 4） 沼氣發(fā)電（沼氣發(fā)電（600 kW600 kW）年發(fā)電量（年發(fā)電量（kW/akW/a）56.156.110105 544.244.210105 5發(fā)電設(shè)備耗電量（發(fā)電設(shè)備耗電量（kWh/akWh/a）3.33.310105 53.63.610105 5年供電量（年供電量（kWh/akWh/a）52.852.810105 540.640.610105 5年節(jié)省電費(fèi)（年節(jié)省電費(fèi)（A A）/ /萬日元萬日元7392739256845684建設(shè)費(fèi)建

46、設(shè)費(fèi)/ /萬日元萬日元72000720007100071000年運(yùn)行費(fèi)用（年運(yùn)行費(fèi)用（B B）/ /萬日元萬日元6248624850565056年盈利（年盈利（C=A-BC=A-B）/ /萬日元萬日元11441144628628沼氣燃料電池與沼氣發(fā)電機(jī)發(fā)電的經(jīng)濟(jì)比較沼氣燃料電池與沼氣發(fā)電機(jī)發(fā)電的經(jīng)濟(jì)比較 目前我國對(duì)垃圾的處理手段主要集中在目前我國對(duì)垃圾的處理手段主要集中在填埋填埋和和焚燒焚燒兩種兩種方式。方式。 填埋是大量消納城市生活垃圾的有效方法，所謂填埋是大量消納城市生活垃圾的有效方法，所謂直接填直接填埋法埋法是將垃圾填入已預(yù)備好的坑中蓋上壓實(shí)，使其發(fā)生生是將垃圾填入已預(yù)備好的坑中蓋上壓實(shí)

47、，使其發(fā)生生物、物理、化學(xué)變化，分解有機(jī)物，達(dá)到減量化和無害化物、物理、化學(xué)變化，分解有機(jī)物，達(dá)到減量化和無害化的目的。的目的。 焚燒法焚燒法是將垃圾置于高溫爐中，使其中可燃成分充分氧是將垃圾置于高溫爐中，使其中可燃成分充分氧化的一種方法，產(chǎn)生的熱量用于發(fā)電和供暖。隨著中國化的一種方法，產(chǎn)生的熱量用于發(fā)電和供暖。隨著中國“十一五十一五”規(guī)劃對(duì)發(fā)展新能源，提倡環(huán)保型循環(huán)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一規(guī)劃對(duì)發(fā)展新能源，提倡環(huán)保型循環(huán)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步重視，國家對(duì)垃圾發(fā)電產(chǎn)業(yè)的政策扶持會(huì)繼續(xù)加強(qiáng)。步重視，國家對(duì)垃圾發(fā)電產(chǎn)業(yè)的政策扶持會(huì)繼續(xù)加強(qiáng)。 5 5、垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)與控制策略、垃圾焚燒發(fā)電技術(shù)與控制策略a.a.垃圾焚燒前

48、無分檢處理垃圾焚燒前無分檢處理無分檢場垃圾發(fā)電工藝流程無分檢場垃圾發(fā)電工藝流程 （1 1）垃圾焚燒發(fā)電的工藝流程）垃圾焚燒發(fā)電的工藝流程 b. b.垃圾焚燒前有分檢處理垃圾焚燒前有分檢處理有分檢場垃圾發(fā)電工藝流程有分檢場垃圾發(fā)電工藝流程 城市生活垃圾熱值應(yīng)較高城市生活垃圾熱值應(yīng)較高 垃圾焚燒一般要求燃料達(dá)到大于等于垃圾焚燒一般要求燃料達(dá)到大于等于4187kJ/kg4187kJ/kg的低的低位熱值，才能不加輔助燃料進(jìn)行焚燒發(fā)電。位熱值，才能不加輔助燃料進(jìn)行焚燒發(fā)電。 城市經(jīng)濟(jì)實(shí)力應(yīng)較強(qiáng)城市經(jīng)濟(jì)實(shí)力應(yīng)較強(qiáng) 垃圾焚燒發(fā)電投資大、運(yùn)行費(fèi)用高，每噸垃圾政府需垃圾焚燒發(fā)電投資大、運(yùn)行費(fèi)用高，每噸垃圾政府需補(bǔ)貼補(bǔ)貼100-200100-200元才能有經(jīng)濟(jì)效益。元才能有經(jīng)濟(jì)效益。 （2 2）建設(shè)垃圾發(fā)電的必備條件）建設(shè)垃圾發(fā)電的必備條件 較完善的垃圾分類收集和轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)較完善的垃圾分類收集和轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng) 收運(yùn)系統(tǒng)的建設(shè)需投入大量資金，改變分類收集和投收運(yùn)系統(tǒng)的建設(shè)需投入大量資金，改變分類收集和投放的習(xí)慣需要更多時(shí)間，這些都是制約垃圾發(fā)電效益的重放的習(xí)慣需要更多時(shí)間，這些都是制約垃圾發(fā)電效益的重要因素。要因素。 較完善的環(huán)保處理系統(tǒng)較完善的環(huán)保處理系統(tǒng) 焚燒產(chǎn)生的煙氣、垃圾儲(chǔ)倉中產(chǎn)生的發(fā)酵臭氣、尾氣焚燒產(chǎn)生的煙氣、垃圾儲(chǔ)倉中產(chǎn)生的發(fā)酵臭氣、尾氣處理的廢水、殘?jiān)⒎蹓m都應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)定處理，避免對(duì)空處