生物质气化发电技术讲座(4)生物质燃气净化技术

维普资讯　ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｑｖｉｐ．ｃｏｍ　１了工日匕ｌ目＾　厶ｗＪ·－ｒ　Ⅲ　，ｒ，１１ｕ，　，　生物质气化发电技术讲座（４）　生物质燃气净化技术　吴创之　（中科院广州能源研究所，广东广州５１００７０）　中图分类号：￥２１６；ＴＭ６１１．２３　文献标识码：Ｂ　文章编号：１６７１—５２９２（２００３）０４—００５５—０２　生物质气化燃气含有各种各样的杂质，杂质　（１）燃气高温过滤　的主要成分列在表１中。各种杂质的含量与原料　生物质气化燃气含有大量的微小的焦炭颗粒　特性、气化炉的形式关系很大。燃气净化的目标　和灰，由于焦炭的密度和直径都很小，一般旋风分　就是要根据气化工艺的特点，设计合理有效的杂　离器难以去除，即使用非常高效的旋风分离器，燃　质去除工艺，保证后部气化发电设备不会因杂质　气中的颗粒含量也很难降到５～３０　ｇ／ｍ　。在这种　的存在而导致其磨损腐蚀和污染等问题。　情况下，比较好的净化方法是过滤。由于焦油在　表１燃气中各种杂质的特性　３００　ｃＩ＝以下开始少量地凝结析出，凝结的焦油容　和静电除焦等方式。　易堵塞管道和过滤材料，所以过滤过程必须在较　水洗除焦是比较成熟、也是中小型气化发电　高温度下进行，这就要求采用技术难度较高的高　系统采用比较多的技术之一。它的优点是同时有　温燃气过滤工艺，目前比较多的是采用烧结金属　除焦、除尘和降温３方面的效果。焦油水洗设备的　或燃结陶瓷材料作为过滤器。高温蜂窝陶瓷或燃　原理和设计与化工过程中的湍流塔一样，它的技　结金属过滤材料已经有大量的研究，在应用中都　术关键是选用合适的气流速度、合适的填充材料　出现阻力增加过快的问题。高温灰的软化和焦油　和合理的喷水量和喷水方式。图１是一般焦油水　的凝结都是造成过滤材料堵塞的原因，所以高温　洗设备的示意图。焦油水洗技术的主要缺点是有　过滤的温度一般控制在４００－６００　ｃＩ＝较为合适。但　污水产生，必须配套相应的废水处理装置。　由于高温过滤材料的热力性能很差，加上除灰过　焦油低温过滤只能应用于小型的气化发电系　程控制困难，成本也较高，所以目前还没有较好　统，因为过滤材料阻力大，容易堵塞，对几十千瓦　的工业化技术或产品。　以上的气化发电系统，焦油过滤必须采用切换工　（２）燃气除焦技术　艺（同时设计两套过滤设备），而且过滤材料更换　严格地讲，焦油裂解也是除焦油技术的一　频繁，劳动强度太大。低温过滤的优点是具有除　种。在焦油产生又未能裂解的情况下，如何把焦　尘、除焦两个功能，除焦效率也很高。低温过滤的　油从燃气中去除，对不能采用焦油裂解技术的中　设计关键是阻力计算及控制。另外，为了不产生废　小型气化发电系统更为重要。一般来说，中小型　物，过滤材料采用可以燃用的生物质是一种较佳　气化发电系统采用的除焦技术有水洗、低温过滤　的选择。　维普资讯　ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｑｖｉｐ．ｃｏｍ　Ｉｔ　ｒＪ　ｒＪＷＡ　ｌ上　ｒＪ　ｒＪＩｔＬ，Ｉ　０．４　ｚｕｕｊ　Ｉｌ　ＩＵ　Ｉｓｓｕｅ　Ｉｎ　Ａｌ１）　图１　焦油水洗设备示意图　静电除焦技术和一般煤炭气化系统的电捕　焦器的原理相同，它的优点是除尘、除焦效率高，　剂的活性是白云石的１０￣２０倍，但它对原始气的　要求较严，当焦油含量高于２　ｇ／ｍ　时，就会由于　焦炭形成积聚而失活，加之其价格较高，在商业应　用中并没有优势。自云石资源丰富且便宜，但单独　采用白云石的催化效果并不理想，需针对不同的　般达９８％以上。静电除焦要求进口燃气焦油含　量低于５￥ｆｍ　，另外，由于焦油与炭混合后容易　粘在电除尘设备上，所以电捕焦器对燃气中灰的　含量要求也很严格。由于电捕焦设备应用于生物　气化特点，配合相应的裂解工艺，严格控制操作参　数。目前，我国在该领域的研究非常欠缺。所以，净　化系统的选用，应从现有技术的成熟性、系统的复　杂性及投资成本的现实性考虑。（待续）　质燃气的净化过程必须解决防爆和清焦问题（生　物质燃气中含氧１％左右，偶尔会达到２％以上，　所以有爆炸的危险），所以目前在生物质气化发　电系统中的应用仍很少，但该技术应用于连续运　行的生物质气化发电系统是可能的，而且除焦效　果也较好，是今后中小型气化发电系统除焦的有　效途径之一，值得进一步深入研究。　从最简单的气化发电系统来看，燃气焦油含　量为０．０２￣０．０５　ｇ／ｍ　时是可以接受的。但以目前　的气化技术分析，在没有采用专门的焦油裂解设　备情况下，大部分气化工艺中原始气体的焦油含　量为２—５０　ｇ／ｍ　，净化系统至少需要去除９９％一　９９．９％的焦油才能达到气化发电的要求，所以任　何一种除焦设备很难满足气化发电：【艺的要求，　需要采用多级净化过程相结合的除焦除尘工艺。　在目前的除焦技术中，水洗除焦法存在能量　浪费和二次污染的问题，净化效果只能勉强达到　内燃机的要求；热裂解法在１　１００℃以上能得到　较高的转换效率，但实际应用较困难；催化裂解　法可将焦油转化为可燃气，既可提高系统能源利　用率，又能彻底消灭二次污染，是目前较有发展　前途的除焦技术。国外对催化裂解的研究主要集　中于白云石和镍基催化剂。研究证明，镍基催化