電廠生物質燃料摻燒:概覽
生物質摻燒是指在高效燃煤鍋爐中加入生物質作為部分替代燃料。煤和生物質在設計用于燃煤的鍋爐中共同燃燒。為此,現有的燃煤電廠需要進行部分改造和升級。摻燒是一種將生物質高效、清潔地轉化為電能的方式,同時還能減少電廠的溫室氣體排放。
摻燒工藝
近年來,生物質摻燒工藝發展迅速。許多電廠已改造為示范項目,另一些則是為生物質摻燒而新建的電廠。
在燃煤鍋爐中摻燒生物質有三種不同的概念。
- 直接摻燒:生物質和煤在同一個爐膛中燃燒。燃料的磨機和燃燒器可以與煤炭的進料系統相同,也可以是獨立的,這取決于所使用的生物質及其燃料特性。這種方式最為常見,因為它最容易實施且成本效益最高。然而,生物質的能量占比通常限制在10-20%以下。為了達到較高的混合比例和最佳性能,通常使用預處理的燃料(如白色或黑色顆粒)。
- 間接摻燒:在這種方式中,固體生物質通過生物質氣化爐轉化為清潔燃氣,該燃氣可以與煤一起在同一個爐膛中燃燒。因此,可以使用例如難以研磨的生物質燃料。燃氣在使用前可以被凈化和過濾,以去除雜質。相比于直接摻燒,這種方法應用較少。
- 平行摻燒:也可以在傳統鍋爐旁邊安裝一個完全獨立的生物質鍋爐。在這種情況下,生物質鍋爐為進料水提供能量或產生低溫蒸汽,而傳統鍋爐則提供過熱蒸汽的補充。
生物質摻燒是一種減少溫室氣體的有效方法,因為與燃煤相比,這一過程可減少凈CO2、CH4、SOX以及通常的NOX排放。現有的燃煤電廠可以快速、經濟地進行改造,鍋爐的效率在調整為新的燃料混合物后幾乎沒有或只有很小的下降。此外,現有的燃煤電廠網絡也是一個重要優勢。
挑戰
生物質摻燒也面臨一些挑戰,如燃料供應、處理和儲存等問題。還可能出現腐蝕增加和一些灰分沉積問題。如果設計不當,摻燒可能會導致電廠停機時間增加,并可能影響燃燒器、爐膛和鍋爐等的運行。總體而言,生物質比煤更昂貴。即使使用免費獲得的生物質殘余物,也必須進行運輸和預處理。
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