[實用新型]多級控制聚自由基生物質氣化再生能源系統

有效

• 申請號: 200920010405.8
• 申請日: 2009-01-24
• 公開（公告）號: CN201343518Y
• 公開（公告）日: 2009-11-11
• 發明（設計）人: 劉興業
• 申請（專利權）人: 劉興業
• 主分類號: C10B53/02
• 分類號: C10B53/02
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司
• 代理人: 李 猛

技術領域

本實用新型涉及一種生物質氣化再生能源系統，尤其涉及利用聚自由基加速反應裝置的生物質氣化再生能源系統。

背景技術

能源是現代社會賴以生存和發展的基礎，能源的供給能力密切關系著國民經濟的可持續性發展，是國家戰略安全保障的基礎之一。中國目前能源供給形勢嚴峻，環境質量包袱沉重。由于化石能源儲量日益減少、油價波動較大、對能源安全問題的擔憂以及對全球變暖的關注，發展清潔可再生能源已成為緊迫的課題，新能源行業呈現高成長性。根據廣泛論證的可再生能源的產業背景及發展概況，以生物質能為代表的生物質氣化發電、生物質氫能、生物質綠色液體燃料將成為未來重要的替代能源。生物質能屬于清潔能源，中國的生物質再生能源的資源非常豐富，生物質再生能源大規模普及應用，有助于改善生態環境和CO₂減排。

發展循環經濟，是建設資源節約型、環境友好型社會和實現可持續發展的重要途徑。循環經濟建設和城市化發展進程加大了對廢物處理以及對新能源技術的需求。中國政府已經頒布實施《可再生能源法》(2007)，《循環經濟促進法》(2008)，將生物質能等可再生能源的科學技術研究和產業化發展列為國家科技發展與高技術產業發展的優先領域，尋求最大限度的使用可再生能源，最大限度的推進資源回收，抑制資源浪費和污染物排放總量。

隨著石油價格的大幅波動，未來汽車的能源動力已向多元化發展。新能源汽車主要分為代用燃料汽車和電動汽車。代用燃料以內燃機為主，比如乙醇燃料、甲醇燃料為動力；電動汽車包括純電動汽車、燃料電池汽車、內燃機和電池共同作用的混合動力電動汽車。化石燃料枯竭后，只有生物質資源可以用作大規模燃料和氫能的生產，可以預測生物液體燃料及清潔電力，燃料電池電動車將會是未來汽車動力的主要能源動力。

生物質是指各種類型的有機物，從廣義上講，生物質都是來源于植物通過光合作用生成的有機物，最初來自于太陽能。生物質由C、H、O、N、S、P等元素組成，具有揮發性高、碳活性高，硫、氮含量低，灰分低的優點。既具有礦物燃料屬性，又有儲存、運輸、再生、轉換的特點，有著不可替代的優勢。生物質的種類很多，通常包括以下幾個方面：薪炭林、能源作物、水生植物；油料植物；農業副產品(如秸稈)；農林業廢棄物；工業有機廢棄物(如廢塑料、石化殘余)；谷物加工廠、造紙廠、木材加工廠、食品業副產品和各類有機廢棄物(包括危險廢物、醫療廢物、生活垃圾)等。中國生物質資源豐富，總量達4.87億噸油當量/年，其中76％可用于發電和供熱。(參見文獻：中國政府/世界銀行/全球環境基金-生物質發電技術提高潛力分析咨詢項目報告，中國科學院廣州能源研究所，2005年4月)。

生物質能可再生能源的利用過程構成自然界的循環的一部分，其所產生的廢物主要是二氧化碳和灰渣，對自然界來講是存量循環概念。排出的二氧化碳能夠被植物重新吸收。并且生物質含硫量極低，不到煤炭含硫量的1/4。生物質能具有資源分布廣、環境影響小、可以永續利用等特點。生物質能的廣泛應用，可顯著減少二氧化碳和二氧化硫排放，產生巨大的環境和社會效益。

利用燃燒技術釋放生物質能，經過多年的發展，目前技術上已經成熟、商業化普及程度較高，如生活垃圾焚燒和生物質直燃發電，從長期實踐來看，有著本質上的缺陷：

1、焚燒模式的環保問題突出，造成嚴重的二次污染，表現在以下幾個方面：因為焚燒中使用了大量的過剩空氣，稀釋焚燒強度，焚燒爐工作溫度較低或者停留時間短造成有害物質不能有效分解；在下游設備的低溫區域，在過氧、金屬鹽類化合物催化劑、飛灰顆粒和未燃盡碳的作用下，重新合成二惡英和呋喃(PCDD/Fs)，它們是劇毒的有害物質；特別是爐排層燃方式生成大量的酸性污染氣體，如HCl、HF、SO₂、NO_X等；飛灰和底灰中富集的重金屬滲入空氣和地下水源。(參見文獻：固體廢物焚燒過程中二噁英控制技術研究進展，周莉菊等，能源與環境，2006No.554；城市生活垃圾焚燒爐各工藝參數對二噁英生成的影響，劉陽生等，現代化工，2001年10月21卷；國家環境分析測試中心，二噁英研究，http://cneax.com/2005。)

2、而焚燒模式，通過鍋爐帶蒸汽輪機的發電技術本質上凈發電效率有限。尤其是，在單一燃燒過程中產生的大量腐蝕性很強的酸性氣體，易造成鍋爐受熱面腐蝕，導致蒸汽參數和發電效率低，能源利用效率低。

3、在單一燃燒過程中產生的灰渣，有重金屬滲析問題，導致其不能有效利用，并形成二次污染，灰渣需額外處理，費用昂貴。