秸秆高温多级气化发电技术简介
近年来，世界各国对资源丰富、可再生性强、有利于改善环境和可持续发展的生物质资源开发利用给与了极大关注。生物质资源利用中的生物质发电技术成为研究和利用的热点。 一、我国秸秆资源概况
我国是一个农业大国，约有 80％人口在农村，每年可再生生物质约11.45 亿 t，其中有各类农作物秸杆资源总量超过 7.2 亿 t，其中 6.04 亿 t 可作能源使用。据有关部门统计数据，可用作能源的农作物秸秆中，用于畜牧饲料为 1.45 亿 t，还田肥料 0.91 亿 t，工业原料 0.14 亿 t，作为农民传统的生活燃料的秸秆为 2.4 亿 t，分别占总量的 24.01％、15.07％、2.32％和 39.74％。除了上述用途外，还有 18.87％ 约 1.13 亿 t 剩余秸秆未加利用，成为废弃物，被农民在田野焚烧或自然腐
我国农作物秸秆利用情况解，秸秆焚烧产生的烟霾不仅严重污染环境，影响交通，而且造成生物质能源的极大浪
39.74%畜牧饲料18.87$.01.07%还田肥料工业原料农民生活燃料无利用2.32%费。并且，随着生活水平提高，秸秆用于农民传统生活燃料
逐渐被煤炭、燃气或电能替代，所占比列逐年降低，未利用秸秆所占比例逐年增加。
据初步统计，以2007年为例，农作物秸秆资源总量为7.5亿吨，每年可获得的秸秆量为4亿吨左右，可用于发电的秸秆量约为2.5亿
吨，相当于1.2亿吨tce，这部分秸秆的高效经济利用对于解决我国环境污染和能源短缺问题，改善能源结构和减少温室气体排放，改善农村生活具有非常重要的社会、经济和环境现实意义。 二、秸秆发电利用现状
目前，世界各国，尤其是发达国家，都在致力于开发高效、无污染的生物质能利用技术，以达到保护矿产资源，保障国家能源安全，实现 CO2减排，保持国家经济可持续发展的目的。
我国政府及有关部门对生物质能源利用极为重视，根据《可再生能源中长期发展规划》确定的主要发展目标，到2010年，我国生物质发电达到5.5GW，生物质能源年利用量占到一次能源消费量的1%；到2020年，生物质发电装机达到30GW，每年将消耗秸秆和林业废弃物约 1.5 亿吨，生物质能年利用量占到一次能源消费量的4%，逐年递增，这将大力推动生物质发电设备的研发、制造，以及相关产业的快速健康发展。
生物质能发电技术就是利用生物质本身的能量，将其转化为可驱动发电机的能量形式，如燃气、燃油、酒精等，再按照通用的发电技术发电，然后直接提供给用户或并入电网提供电能。
利用秸秆发电技术通常可分为秸秆直燃发电、掺烧或混烧秸秆发电和秸秆气化发电三种方式。 1、秸秆直燃发电
秸秆燃烧发电是将秸秆与过量的空气在锅炉中燃烧，产生的热烟气和锅炉的热交换部件换热，产生的高温高压蒸汽在燃气轮机中膨胀
做功发出电能。目前，秸秆燃烧发电的技术已基本成熟，已进入推广应用阶段，这种技术大规模下效率较高，但它要求生物质集中，数量巨大。
我国目前投入运行的秸秆发电项目绝大多数采用这种方式。由于我国对生物质（秸秆）燃料燃烧所进行的理论研究很少，关于生物质成型燃料燃烧理论与数据还没有人系统地提出，生物质成型燃料燃烧设备的设计与研究、制造几乎是个空白，所需的关键装备需从国外引进，秸秆直燃电厂的造价较高。加之与之配套的产业政策及生物质电厂运营、管理等多方面因素，已投产的秸秆直燃电厂均处于亏损的状态。
据调查，独立秸秆直燃发电项目的初期建设成本及后期的燃料费用、运行费用都较高。目前的初期的投资建设成本为8000 -10000元/kW，约为常规火电投资的2倍；秸秆发电企业的实际税率通常达12%，也高于常规火电企业的6%-8%。同时，直燃发电厂的运营效率较低，发电标煤耗较高。目前秸秆燃料的消耗率约为1300g/kWh，折煤耗约为650g kWh标煤/，而2010年全国火力发电的平均煤耗为335g/kWh，约为常规火电煤耗的2倍或以上。 2、秸秆气化发电
秸秆气化发电技术是将秸秆通过热化学转化为气体燃料，将净化后的气体燃料直接送入内燃发电机、燃气机的燃烧室中燃烧来发电。新型秸秆气化发电工艺增加了余热锅炉和蒸汽轮机，回收气体燃料和燃烧废气显热，使秸秆气化联合发电技术的整体效率可达到25-30%
左右。
与秸秆直燃发电相比，秸秆气化联合发电技术是更洁净的利用方式，它很好地解决了二噁英等有害气体排放控制。由于具有装机容量小、布置灵活、投资少、结构紧凑、技术可靠、发电整体效率较高、运行费用低廉、经济效益显著、操作维护简单和对燃气质量要求较低等特点，比较适合生物质分散利用，而得到广泛的推广与应用。在发达国家，生物质气化发电技术受到广泛重视，如欧盟建设的三个7-12MWe生物质气化发电示范项目；瑞典和丹麦正在实施利用生物质进行热电联产的计划，使生物质能在转换为高品位电能的同时满足供热的需求，以大大提高其转换效率。
我国生物质气化发电技术的研究始于上世纪60年代，经过多年的发展，技术日趋完善。但与发达国家相比，还存在一定差距，如气化得到的生物质燃气热值和利用率偏低、燃气中焦油含量高等，制约了生物质气化发电技术在我国的商业化推广。 三、生物质高温多级气化联合发电技术 1、技术简介
针对我国生物质利用存在的问题， “城市生活垃圾和生物质高温多级气化联合发电技术”，是新一代高科技技术，它脱胎于国际先进的等离子体热解与气化工艺技术，兼具等离子体技术的优点，克服了等离子体技术的复杂性、高投资和高电耗等缺点，利用电阻加热方法替代等离子体法，不必采用活性炭吸附和催化技术即可获得极低的二噁英排放，具有良好的经济效益和广泛的市场推广前景。
利用该技术设计的气化炉，其一级气化段采用换热器和电阻加热提供的外热源，并辅以少量的气化剂加热原料，使之在一定温度下进行裂解气化合成燃气。燃气在二级气化段采用电能二次加热到较高温度，在催化剂作的用下，使合成燃气中的大分子有机物裂解成小分子有机物，同时燃气中的炭颗粒物与水蒸汽反应转化成为氢气和一氧化碳，解决一级气化产生的焦油和炭颗粒物等问题。由于二级气化温度较高，可有效地破坏二噁英类有害物质。此外，因合成燃气为还原性气氛，在燃气降温过程中，特别在 200-500 ℃的温度范围内，二噁英的分解速率大于合成速率，不必担心二噁英的再合成问题，因此可充分利用余热锅炉回收燃气显热，提高系统热利用效率，并且不需考虑二噁英类污染物去除问题。利用该技术合成的燃气用于内燃机组发电，其尾气经相关环保监测部门检测，二噁英排放比世界最严格的欧盟2000标准要低一个数量级以上。
从气化炉排出的可燃气体经过余热回收，袋式除尘，水喷淋脱酸等净化工艺，用罗茨风机加压，送入储气罐，由管道引入燃气式内燃发电机组发电，燃气机排气温度为450-500℃，利用余热锅炉回收余热。上述余热锅炉回收的余热可根据需求用于蒸汽联合循环发电、供汽或供热供暖，系统效率可以高达25-28%。
气化炉中固体残渣采用水冷出渣机排出炉外。秸秆气化后残渣为草木灰，主要成分为钙和钾，可作为钾肥还田。 2、高温多级气化联合发电技术与传统焚烧发电技术比较
传统秸秆焚烧发电机技术的二噁英控制技术分炉内和降温过程