日前, 北京巴布科克·威尔科克斯有限公司 (以下简称 '北京巴威公司' ) 与清华大学合作研发出 '内外双循环湍动流化床热管冷却低焦油生物质气化耦合燃煤机组发电技术' .
以严谨试验提供技术支撑
为降低二氧化碳排放出力, 北京巴威公司和清华大学热能工程系成立研发团队, 从2017年开始研发生物质气化耦合燃煤机组发电技术. 为了获取准确气化数据, 为实际工程提供有力技术支撑, 2018年初, 北京巴威公司和清华大学在清华大学的张家口试验基地建立了高6米, 占地面积约200平方米的内外双循环湍动流化床生物质气化试验装置.
在此试验装置上, 研发人员对多种生物质, 相同生物质多种形态, 不同气化参数和变化的一二次风率等条件下的气化产物, 灰和渣特性以及差异性等进行试验和研究. 经过冷热态调试和多次试验, 研发团队已经获取可靠的数据和理想的结果. 当燃用低位发热量不到3100千卡/千克的玉米秸秆时, 生物质气化气的低位发热量已达到每立方米天然气热值1500千卡, 生物质气中一氧化碳, 氢气和甲烷的占比达到了36.5%. 试验结果和数据充分说明了湍动流化床技术可以实现生物质从固态到可燃气体的高转化率. 虽然今夏酷热, 研发团队依然在进行深化试验工作. 下一步他们将进行一些特殊燃料如油污泥等危险废弃物气化试验.
经过一年多研发工作, 并在试验获取的数据基础上, 研发团队多次完善生物质气化耦合燃煤机组发电技术方案, 研发出 '内外双循环湍动流化床热管冷却低焦油生物质气化耦合燃煤机组发电技术' .
以高效清洁助力能源转型
'内外双循环湍动流化床热管冷却低焦油生物质气化耦合燃煤机组发电技术' , 采用变截面气化炉膛, 分级配风, 加上两级分离器设计, 使物料在炉膛内流态化湍动, 以内循环为主, 又有外循环, 反应时间长, 反应均匀. 该技术将生物质灰留在气化系统中, 产生的生物质气中灰含量低, 不会对耦合的燃煤电站锅炉产生积灰以及受热面高温腐蚀等不利影响; 能将长链的生物质焦油充分分解, 使生物质气中焦油含量少. 热管换热技术的应用, 冷却了生物质气的同时, 保证了换热器的壁面温度稳定并且高于焦油的析出温度, 从而保证了换热器和气化系统的连续稳定运行. 膜式水冷壁结构和中温分离技术, 使气化炉膛和一级分离器的耐火材料敷设薄, 大大缩短了气化系统的启动和停炉时间, 使气化系统和燃煤电站锅炉能够更好地耦合, 实现高效清洁发电. 研发团队根据燃煤电站锅炉的实际情况, 整体考量, 设计不同的生物质气化耦合燃煤机组的燃烧系统和锅炉改造方案, 提升燃煤电站锅炉稳燃能力, 降低污染物排放, 并且不对燃煤电站锅炉的整体性能造成不利影响.
北京巴威公司委托机械工业信息研究院, 对 '内外双循环湍动流化床热管冷却低焦油生物质气化耦合燃煤机组发电技术' 进行查新. 机械工业信息研究院对35个国内外数据库进行分析, 比较和鉴别, 结论为 '内外双循环湍动流化床热管冷却低焦油生物质气化耦合燃煤机组发电技术' , 除北京巴威公司和清华大学发表的文献外, 在其他相关文献中未见有相同报道, 具有新颖性.
北京巴威公司和清华大学合作研发的具有自主知识产权 '内外双循环湍动流化床热管冷却低焦油生物质气化耦合燃煤机组发电技术' , 解决了生物质气化碱金属腐蚀和焦油析出等问题, 能保障气化和耦合系统高效安全稳定运行, 具备向市场推广的基础和实力.
业内专家评价, 生物质气化耦合燃煤机组发电是目前最高效, 最清洁的利用生物质能的技术路线.
在我国, 生物质能是仅次于煤炭, 石油和天然气的第四种能源资源, 在能源系统中占有重要地位. 作为可再生能源, 利用生物质能发电可以节约煤炭, 改善我国能源结构, 减少二氧化碳与二氧化硫和烟尘的排放量, 从而实现保护环境, 对能源转型意义重大.
