从上个世纪80年代初起,我国就开始了农林废弃物的生物质气化研究。经过20多年的发展,诸多高校和研究机构在生物质气化技术和装置方面取得了重大突破。集中供气和户用气化炉产品,已进入实用化实验及示范尖端,可以满足多种物料的气化要求。
目前,北京市在郊区县推广应用了大中型秸秆气化集中供气工程139座。其中,正在使用的有78座、在建的有38座、建成未用4座、停用19座。在停用的工程中,很大一部分是由于焦油问题。
现有秸秆气化集中供气系统中,普遍存在气化气中焦油和灰分含量较高的问题。
焦油是一种可冷凝烃类物质的复杂混合物。在室温下,它就会在金属表面上发生冷凝,形成粘稠的液体物质,附着于管道内壁和有关设备的壁面上,对设备的安全运行造成威胁。焦油还会与气体中的灰分相结合,在管道内壁积累起来,容易引起管道堵塞。焦油凝结为细小液滴时,不容易燃烧完全,还易产生碳黑,造成环境污染,并严重损坏燃气利用设备。此外,焦油成分中还含有有毒物质,会对人类健康构成威胁。
因此,焦油问题的处理是推广生物质气化集中供气系统的一个关键问题。目前,国内外常用的除焦技术主要有三种:湿式净化法、干式净化法、热裂解法。
湿式净化法存在能量浪费和二次水污染的问题,实际净化效果也不理想。干式净化法解决了二次水污染问题,但没能有效解决能量浪费的问题,同时焦油沉积严重,而且黏附焦油的滤料难以处理,无形之中也造成了污染。热裂解法解决了二次水污染和部分能量浪费问题,但裂解过程需要在极高的温度下(1000℃以上)进行,容易产生烟灰,对裂解设备的材质要求较高,实际使用较困难。
针对焦油问题,北京金伟晖工程技术有限公司通过调研,提出了一种新的技术解决方案。
在新工艺流程中,气化裂解设备的温度被控制在1000℃以下,从而减少大量焦油生成。此外,经过油气分离系统,凝液作为返洗液送入到吸收稳定系统中;凝液的主要成分是焦油,大部分的焦油分离使可燃气的质量大幅度提高。在吸收稳定系统中,不凝气体里残存的焦油组分被排出、返送回气化裂解设备中进行进一步裂解。混合气体则被收集、送入除酸除臭器中处理。
通过对现有气化炉的改造,所产燃气中的焦油含量从原来的40mg/m3左右降低到28mg/m3;而对新型气化炉而言,新工艺使所产燃气中焦油含量降低到8mg/m3左右。
日前,北京市科委组织专家对该技术研究方案进行了论证。专家组认为,该技术能有效解决目前农村生物质秸秆气化技术的瓶颈问题,对充分利用生物质资源、缓解能源紧张、提高能源品质、改善环境质量等方面具有重要意义。
责任编辑:王颖慧
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