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生物质燃气

 田守国 2023-07-03 发布于山东

审阅专家 刘冰川

生物质燃气(producer gas)就是利用农作物秸秆、林木废弃物、食用菌渣、禽畜粪便及一切可燃性物质做为原料转换为可燃性能源。

由于当今化石能源日益减少,环境污染加剧,寻找新型可再生能源和提高能源燃烧效率尤为迫切。国内外燃气燃烧器现状、归纳各种燃气燃烧器的特点和应用范围的基础上,结合生物质燃气净化工艺、燃气成分及特性,分析了生物质燃气燃烧器设计的基本思路与要求,详细阐述几种典型生物质燃气燃烧器的结构和特点,提出生物质燃气燃烧器设计的不足及燃气燃烧存在的问题。为进一步提高生物质燃气利用率,结合我国农业与农村生产,提出适宜我国生物质燃气发展的方向。


中文名 生物质燃气(生物质气化气)

外文名 producer gas

学科 气象环境

来源 自然生物

意义 能源利用

技术简介注意事项能源的产生各组分气体发展前景灶具设计应用TA说参考资料

技术简介

生物质气化合成燃料是一种间接液化技术,通过热化学方法将生物质气化产生粗燃气,再经燃气净化、组分调变获得高质量的合成气,进而增压后采用催化合成技术合成液体燃料的一整套集成技术。



能源的产生

秸秆燃烧产生的生物质尘已成为大气中颗粒物的重要来源,秸秆燃烧给大气环境带来了严重影响.黑龙江省是产粮大省,剩余物秸秆产生量大、利用率较低.黑龙江省秸秆利用方式主要有:秸秆燃烧发电,秸秆固化,秸秆生产燃料乙醇,生产复合板材,秸秆造纸,综合利用等.多种秸秆利用方式在黑龙江省均有不同程度的发展,但黑龙江省秸秆利用仍以初级利用为主,燃烧发电是主要利用方式.黑龙江省应针对不同区域秸秆产生量和种类,选择适宜本区域的秸秆利用方式.秸秆利用过程中的水污染、大气污染等环境保护问题,燃烧、板材加工等过程中存在的技术问题,秸秆原料的来源问题,是黑龙江省发展秸秆资源化、产业化过程中需要应对的问题,也是黑龙江省秸秆产业化急需解决的问题。

各组分气体

在一台火花点火发动机上,分别进行了生物质燃气中可燃组分CH4、CO和H2的燃烧试验,研究并对比了各组分气体的燃烧及排放特性。

结果表明,

H2燃烧快,热效率高,NOx排放水平较低;

CH4和CO相比具有较高的热效率和较低的NOx排放水平,但其稀燃能力较弱。

在实际生物质燃气中可以通过提高H2的含量来扩展稀燃极限以及提高热效率。

[1]研究发现:对于生物质类低热值燃气,按照控制燃烧特性关键参数的原则,需要根据基准燃气的具体特点,选用CH4、H2、N2或C3H8、H2、N2等不同组合,实现精确配气;其互换性控制参数,一般选择华白数和燃烧势两个指标,进行生物质燃气的配气设计就可达到相当精度。

发展前景

根据中国质量监督检验站对生物质燃气的检测得知:

可燃气体中:氢15.27%、氧3.12%、氮56.22%、甲烷1.57%、一氧化碳9.76%、二氧化碳13.75%、乙烯0.10%、乙烷0.13%、丙烷0.03%、丙烯0.05%,合计100%。

气化炉每小时可产生2.8 m3燃烧气体,高效环保、节能,像液化气一样燃烧。

每户每天只需植物资源3-5公斤,即可解决全天生活用能(炊事、取暖、沐浴)。

广泛用于取暖,沐浴,企业餐厅,路边排档等场所,在所有能源中,唯独生物质燃气最现实、最经济、最方便、最节能、最适用,它不仅使用安全,而且清洁卫生。

由于该技术具有原料适应性广、产品纯度和洁净度高,在化石资源价格日益攀升的形势下,已经逐渐引起世界各国的高度重视。

在化石能源资源枯竭和温室效应的压力下,清洁新能源的开发是实现可持续发展的必由之路。

生物质能作为唯一可储存和运输的可再生能源,唯一可转化成气态、液态和固态燃料以及其他化工原料或产品的可再生能源,日益受到各国的重视。生物质能是一种以生物质为载体的能量。[2]


应用

生物质直燃发电

我国煤炭资源消费占一次能源消费的比例高达75%,煤炭的生产量以及消耗量均为世界第一,如果长期保持这种以煤为主的能源结构会造成恶劣的环境污染,会极大地影响我国的农业生态环境的建设。提出了生物质直燃发电遇到的一些问题也现状,并提出未来生物质直燃发电的发展趋势。

[4]更多还原

在全球节能减排、低碳环保的形势下,生物质燃料由于具有来源广、成本低、污染小、可再生等优点而被世界各国以新的形式开发利用。粮食烘干是高能耗的作业,而我国又是多煤贫油的国家,如果将生物质燃料作为粮食烘干的热源,将会更有助于降低粮食烘干成本和保护环境,而开发生物质燃料热风炉将是未来粮食烘干热源装置的趋势。我国自主研制的生物质燃料热风炉的典型代表是稻壳炉,液体和气体生物质燃料热风炉还处于研究阶段,但会随着液体和气体生物质燃料转化技术以及燃油炉、燃气炉制造技术的进步,逐步用于粮食烘干领域。

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