我国有着良好的生物质气化发电基础,在20世纪60年代就开发了60kW的谷壳气化发电系统,目前160~200kW的生物质气化发电设备在我国已得到小规模应用,生物质气化发电技术分析,显示出一定的经济效益[6]。辽宁省能源研究所于2006年6月在意大利建成的流化床生物质气化发电系统,采用木屑或稻壳为原料,发电量160kW;江苏吴江县生产的稻壳气化炉,利用碾米厂下脚料驱动发电机组,功率可达160kW,已进入示范应用阶段;MW级的中型BGPG系统也已在近些年研究开发出来,1998年10月中科院广州能源所完成1MW级的生物质循环流化床气化—内燃机发电系统(GIEC),5台200kW发电机组并联工作,由于受气化效率与内燃机效率限制,效率低于18%,单位电量生物质消耗量一般大于112kg/(kW·h)。在此基础上科学院广州能源研究所还在海南三亚建成了国内生物质木屑气化发电厂并于2000年下半年投入运行;中国林科院林产化学工业研究所以稻草、麦草等软秸秆和稻壳等农业剩余物为原料,并建成生物质气化发电装置,已经投入运行,具有明显的直接经济收益。设备正常运行时,每年可处理约3万t多秸秆、稻壳、木屑等生物质废料,每年大大减少CO2的排放[7]。
生物质循环流化床气化技术是一种新型的气化技术(图2)。生物质在床料的辅助流化作用下,在炉内经历聚集、沉降、吹散、上升再聚集的物理衍变过程;循环床中气体、生物质、床料发生剧烈的传热传质和接触反应,形成炉内循环。同时气体对生物质和床料的微小颗粒实现快速夹带,生物质气化发电厂家,经过旋风分离器分离出残留可燃组分和床料,由回料装置送回反应区,形成了炉外的物料循环。气化炉内外两种循环平衡的建立,保证反应进程稳定,是循环流化床气化技术的核心。生物质在循环流化床气化炉中完成气化,产生燃气经过净化系统除尘后,以热燃气的方式直接送入大型燃煤电站锅炉,与煤粉进行混烧,利用原有发电系统实现发电的技术。
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