生物质两段式富氧气化-燃气轮机燃烧集成发电系统模拟研究
2021-05-20梁绍华张泰岩姚永灵卢承斌牛淼淼
生物质化学工程 2021年3期
梁绍华,张泰岩,姚永灵,卢承斌,徐 斌,牛淼淼*
(1.南京工程学院 能源与动力工程学院,江苏 南京 211167; 2.江苏方天电力技术有限公司,江苏 南京 210036)
气化可将生物质转化为组分灵活多变的可燃气资源,并用于发电供热、合成燃料及制备化学品等,是极具前景的生物质能利用技术。生物质气化-燃气轮机燃烧集成发电工艺简单、环境友好、经济高效,具有实现生物质高效清洁化利用的潜力[1-2]。Adouane等[3]采用1.5 MW加压流化床制备生物质燃气,并实现其在燃气轮机的稳定湍流燃烧。Cameretti等[4]针对生物质燃气在微型燃气轮机的燃烧及排放特性进行模拟研究,获得改善燃烧效率、降低NO排放的优化方案。郑舜鹏等[5]采用循环流化床-内燃机系统实现谷壳气化发电,内燃机组功率达1 MW、发电效率≤18%。王贵路[6]研制了50 kW生物质气化发电系统,并通过模拟改进发电效率。然而,生物质气化的燃气品质及其在燃气轮机的稳定燃烧仍是当前亟需解决的主要问题。一方面,生物质气化存在燃气热值不高、焦油及灰分含量偏高等问题,限制其在燃气轮机的安全应用[7];另一方面,生物质燃气在燃气轮机燃烧发电的研究成本高、研究结果相对较少,燃气品质与发电特性的内在关联尚不清晰。Aspen Plus作为通用的化工过程模拟、优化和设计软件,已成功用于煤燃烧及气化的模拟[8-10]。本研究拟采用两段式富氧高温气化系统制取高品质洁净气化燃气,推进生物质气化燃气在燃气轮机的应用。基于Aspen Plus平台,在生物……
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