一種生物質(zhì)氣化發(fā)電方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種生物質(zhì)氣化發(fā)電方法，包括以下步驟：（1）原料選擇；（2）氣化；（3）裂解；（4）燃燒發(fā)電。通過(guò)上述方式，本發(fā)明生物質(zhì)氣化發(fā)電方法具有原料適應(yīng)范圍寬、轉(zhuǎn)化過(guò)程僅產(chǎn)生少量生物質(zhì)灰、零污染、低碳、無(wú)煙無(wú)塵、燃燒率高、發(fā)電效率高、避免了高成本的一次能源使用、提高了能量利用經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)點(diǎn)，在生物質(zhì)氣化發(fā)電方法的普及上有著廣泛的市場(chǎng)前景。
【專利說(shuō)明】一種生物質(zhì)氣化發(fā)電方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及能源領(lǐng)域，特別是涉及一種生物質(zhì)氣化發(fā)電方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 能源是現(xiàn)代社會(huì)賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，能源的供給能力密切關(guān)系著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的 可持續(xù)性發(fā)展，是國(guó)家戰(zhàn)略安全保障的基礎(chǔ)之一。中國(guó)目前能源供給形勢(shì)嚴(yán)峻，環(huán)境質(zhì)量包 褓沉重。由于化石能源儲(chǔ)量日益減少、油價(jià)波動(dòng)較大、對(duì)能源安全問(wèn)題的擔(dān)憂以及對(duì)全球變 暖的關(guān)注，發(fā)展清潔可再生能源已成為緊迫的課題，新能源行業(yè)呈現(xiàn)高成長(zhǎng)性。根據(jù)廣泛論 證的可再生能源的產(chǎn)業(yè)背景及發(fā)展概況，以生物質(zhì)能為代表的生物質(zhì)氣化發(fā)電、生物質(zhì)氫 能、生物質(zhì)綠色液體燃料將成為未來(lái)重要的替代能源。生物質(zhì)能屬于清潔能源，中國(guó)的生物 質(zhì)再生能源的資源非常豐富，生物質(zhì)再生能源大規(guī)模普及應(yīng)用，有助于改善生態(tài)環(huán)境和C0 2 減排。
[0003] 全球每年通過(guò)光合作用儲(chǔ)藏在生物圈的生物質(zhì)能約為2. 3ZJ(相當(dāng)于固定了 60Gt 的碳），生物質(zhì)能未來(lái)的發(fā)展?jié)摿薮?。目前亞洲、非洲的大多?shù)發(fā)展中國(guó)家，生物質(zhì)能的消 費(fèi)量占全國(guó)能源消費(fèi)總量的40%以上。有關(guān)專家估計(jì)，生物質(zhì)能極有可能成為未來(lái)可持續(xù) 能源系統(tǒng)的組成部分，到下世紀(jì)中葉，采用新技術(shù)生產(chǎn)的各種生物質(zhì)替代燃料將占全球總 能耗的40%以上。隨著世界能源結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)多元化發(fā)展趨勢(shì)。預(yù)計(jì)到2025年生物質(zhì)能將會(huì) 增加35?95EJ，在世界能源中將占有重要的地位。
[0004] 據(jù)預(yù)測(cè)到2050年，生物質(zhì)將為世界提供五分之一的電力和五分之二直接使用的 燃料。采用先進(jìn)技術(shù)來(lái)利用生物質(zhì)能資源，部分地代替石油、煤炭等礦物能源，以減輕人類 所面臨的能源和環(huán)境兩大壓力，己成為世界各國(guó)的共識(shí)。
[0005] 相對(duì)地，利用生物質(zhì)能源進(jìn)行發(fā)電也逐漸成為了熱門應(yīng)用，而實(shí)際使用過(guò)程中，生 物質(zhì)燃燒常常會(huì)產(chǎn)生一定的焦油，對(duì)發(fā)電機(jī)損傷極大，不利于高效率、低污染地燃燒發(fā)電。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明主要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種生物質(zhì)氣化發(fā)電方法，通過(guò)使用對(duì)生物質(zhì) 原料進(jìn)行氣化熱解的方法，從而實(shí)現(xiàn)了一種原料適應(yīng)性強(qiáng)的可連續(xù)、穩(wěn)定的生物質(zhì)氣化發(fā) 電方法，提高了能源利用經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性，在生物質(zhì)氣化發(fā)電方法的普及上有著廣泛的市 場(chǎng)前景。
[0007] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種生物質(zhì)氣化發(fā)電方法，包括以下步驟： (1) 原料選擇：選擇農(nóng)業(yè)資源、家禽糞便、有機(jī)廢水和有機(jī)固體廢料作為生物質(zhì)燃料的 原料，所述農(nóng)業(yè)資源包括柴草、木材、沼氣、稻殼、樹(shù)皮、雜草、玉米結(jié)桿、玉米芯、稻桿、麥桿、 花生殼、甘蔗滓和棉籽殼等等，所述有機(jī)廢水包括生活廢水、制酒精廢水、制糖廢水、制藥廢 水、造紙廢水等等； (2) 氣化：原料脫水處理將含水量降至30%以下后即可進(jìn)行氣化，將原料在550-650°C 的溫度下進(jìn)行燃燒氣化反應(yīng)，形成氣體產(chǎn)物，每15分鐘將氣體產(chǎn)物輸送隔離一次，留下未 燃燒完全的原料繼續(xù)進(jìn)行燃燒，直至殘留的原料為總原料的5%以下； (3) 裂解：將隔離出來(lái)的氣體產(chǎn)物在800-1200°C下添加催化劑進(jìn)行裂解反應(yīng)，以去除 焦油成分，獲得第二氣體產(chǎn)物； (4) 燃燒發(fā)電：將第二氣體產(chǎn)物按照體積比為1:3-1:5的比例輸送氧氣進(jìn)行燃燒，燃燒 的反應(yīng)推設(shè)置在蒸汽鍋爐的底部和側(cè)面形成立體環(huán)繞型加熱方式，并將蒸汽鍋爐產(chǎn)生的蒸 汽收集起來(lái)使用供氣管通向汽輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電。
[0008] 在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，步驟（2)中的所述氣體產(chǎn)物包括氫氣、一氧化碳、二 氧化碳、甲烷等常溫下不凝結(jié)的氣體和焦油等常溫下凝結(jié)為液體的大分子化合物。
[0009] 在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，步驟（3)中的催化劑為焦油裂解催化劑。
[0010] 在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，步驟（4)中所述第二氣體產(chǎn)物經(jīng)由汽輪機(jī)發(fā)電后采 用玻璃板進(jìn)行凝結(jié)回收。
[0011] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明生物質(zhì)氣化發(fā)電方法具有原料適應(yīng)范圍寬、轉(zhuǎn)化過(guò) 程僅產(chǎn)生少量生物質(zhì)灰、零污染、低碳、無(wú)煙無(wú)塵、燃燒率高、發(fā)電效率高、避免了高成本的 一次能源使用、提高了能量利用經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)點(diǎn)，在生物質(zhì)氣化發(fā)電方法的普及上有著廣泛 的市場(chǎng)前景。

【具體實(shí)施方式】
[0012] 下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施 例僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范 圍。
[0013] 一種生物質(zhì)氣化發(fā)電方法，包括以下步驟： (1) 原料選擇：選擇農(nóng)業(yè)資源、家禽糞便、有機(jī)廢水和有機(jī)固體廢料作為生物質(zhì)燃料的 原料，所述農(nóng)業(yè)資源包括柴草、木材、沼氣、稻殼、樹(shù)皮、雜草、玉米結(jié)桿、玉米芯、稻桿、麥桿、 花生殼、甘蔗滓和棉籽殼等等，所述有機(jī)廢水包括生活廢水、制酒精廢水、制糖廢水、制藥廢 水、造紙廢水等等，來(lái)源廣泛，其中針對(duì)農(nóng)作物產(chǎn)生的秸桿等，將其集中起來(lái)作為新能源利 用，既符合綠色新能源的理念，又極大地、有效地解決了農(nóng)民秸桿無(wú)法處理的問(wèn)題，對(duì)環(huán)境 保護(hù)具有里程碑的意義； (2) 氣化：原料脫水處理將含水量降至30%以下后即可進(jìn)行氣化，含水量低有利于反應(yīng) 的順利進(jìn)行，將原料在550-650°C的溫度下進(jìn)行燃燒氣化反應(yīng)，形成氣體產(chǎn)物，每15分鐘將 氣體產(chǎn)物輸送隔離一次，留下未燃燒完全的原料繼續(xù)進(jìn)行燃燒，解決了殘留物燃燒不充分 的問(wèn)題，大大提高了燃燒的完全度，直至殘留的原料為總原料的5%以下； (3) 裂解：將隔離出來(lái)的氣體產(chǎn)物在800-1200°C下添加催化劑進(jìn)行裂解反應(yīng)，以去除 焦油成分，避免了焦油對(duì)發(fā)電機(jī)的損傷，有利于長(zhǎng)久、安全的使用，獲得第二氣體產(chǎn)物； (4) 燃燒發(fā)電：將第二氣體產(chǎn)物按照體積比為1:3-1:5的比例輸送氧氣進(jìn)行燃燒，第二 氣體產(chǎn)物主要包括氫氣、一氧化碳、二氧化碳、甲烷等，適當(dāng)?shù)卦黾友鯕獾墓?yīng)比例，有利于 降低一氧化碳的產(chǎn)生和增加氣體的完全燃燒，燃燒的反應(yīng)推設(shè)置在蒸汽鍋爐的底部和側(cè)面 形成立體環(huán)繞型加熱方式，加熱充分快速，并將蒸汽鍋爐產(chǎn)生的蒸汽收集起來(lái)使用供氣管 通向汽輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電，使得蒸汽的流向集中有力，降低了無(wú)用功的產(chǎn)生。
[0014] 優(yōu)選地，步驟（2 )中的所述氣體產(chǎn)物包括氫氣、一氧化碳、二氧化碳、甲烷等常溫下 不凝結(jié)的氣體和焦油等常溫下凝結(jié)為液體的大分子化合物。
[0015] 優(yōu)選地，步驟（3)中的催化劑為焦油裂解催化劑，即增加了裂解反應(yīng)的反應(yīng)程度又 縮短了反應(yīng)的時(shí)間，大大提高了反應(yīng)的效率。
[0016] 優(yōu)選地，步驟（4)中所述第二氣體產(chǎn)物經(jīng)由汽輪機(jī)發(fā)電后采用玻璃板進(jìn)行凝結(jié)回 收。
[0017] 本發(fā)明生物質(zhì)氣化發(fā)電方法的有益效果是： 一、 本發(fā)明的方法采用生物質(zhì)資源為原料，通過(guò)熱解結(jié)合裂解方法轉(zhuǎn)化為可直接利用 的高熱值氣體，能源利用率高、環(huán)保無(wú)污染； 二、 熱解結(jié)合裂解制取富氫氧燃?xì)獾姆椒?，可以使用稻殼、玉米秸、稻桿、麥桿等多種農(nóng) 林廢棄物，原料適應(yīng)范圍寬，且轉(zhuǎn)化過(guò)程僅產(chǎn)生少量生物質(zhì)灰，避免了高成本的一次能源使 用，提高了能量利用經(jīng)濟(jì)性； 三、 相對(duì)于一般的生物質(zhì)熱解反應(yīng)方法，這里的生物質(zhì)氣化發(fā)電方法去除了焦油成分， 在保證了無(wú)污染、高效率發(fā)電的前提下，又大大降低了焦油的含量，減少了焦油對(duì)發(fā)電機(jī)的 損傷，使用長(zhǎng)久。
[0018] 以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā) 明說(shuō)明書(shū)內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其它相關(guān)的技術(shù)領(lǐng) 域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1. 一種生物質(zhì)氣化發(fā)電方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 原料選擇：選擇農(nóng)業(yè)資源、家禽糞便、有機(jī)廢水和有機(jī)固體廢料作為生物質(zhì)燃料的 原料，所述農(nóng)業(yè)資源包括柴草、木材、沼氣、稻殼、樹(shù)皮、雜草、玉米結(jié)桿、玉米芯、稻桿、麥桿、 花生殼、甘蔗滓和棉籽殼等等，所述有機(jī)廢水包括生活廢水、制酒精廢水、制糖廢水、制藥廢 水、造紙廢水等等； (2) 氣化：原料脫水處理將含水量降至30%以下后即可進(jìn)行氣化，將原料在550-650°C 的溫度下進(jìn)行燃燒氣化反應(yīng)，形成氣體產(chǎn)物，每15分鐘將氣體產(chǎn)物輸送隔離一次，留下未 燃燒完全的原料繼續(xù)進(jìn)行燃燒，直至殘留的原料為總原料的5%以下； (3) 裂解：將隔離出來(lái)的氣體產(chǎn)物在800-1200°C下添加催化劑進(jìn)行裂解反應(yīng)，以去除 焦油成分，獲得第二氣體產(chǎn)物； (4) 燃燒發(fā)電：將第二氣體產(chǎn)物按照體積比為1:3-1:5的比例輸送氧氣進(jìn)行燃燒，燃燒 的反應(yīng)推設(shè)置在蒸汽鍋爐的底部和側(cè)面形成立體環(huán)繞型加熱方式，并將蒸汽鍋爐產(chǎn)生的蒸 汽收集起來(lái)使用供氣管通向汽輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)氣化發(fā)電方法，其特征在于，步驟（2)中的所述氣體產(chǎn) 物包括氫氣、一氧化碳、二氧化碳、甲烷等常溫下不凝結(jié)的氣體和焦油等常溫下凝結(jié)為液體 的大分子化合物。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)氣化發(fā)電方法，其特征在于，步驟（3)中的催化劑為焦 油裂解催化劑。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生物質(zhì)氣化發(fā)電方法，其特征在于，步驟（4)中所述第二氣體 產(chǎn)物經(jīng)由汽輪機(jī)發(fā)電后采用玻璃板進(jìn)行凝結(jié)回收。
【文檔編號(hào)】C10J3/84GK104194835SQ201410405347
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年8月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月18日
【發(fā)明者】王玉南 申請(qǐng)人:蘇州新協(xié)力環(huán)?？萍加邢薰?br>