环保 | 生物质与垃圾发电

生物质是有机物质，具有一定能量、养分，是一种洁净的可再生能源。代表性生物质包括动物粪便、农作物废弃物、木材、固体废弃物等。

作为一个农业大国，我国年产农作物秸秆约7亿吨，列世界之首。因此，在多种可再生能源中，生物质能因为其丰富的资源、低污染性以及广泛的分布性越发受到关注。

生物质能源的利用技术主要有沼气技术、生物质燃料酒精、生物质发电、生物质热裂解液化技术等，其中生物质发电对环境污染程度低，前景广阔。生物质能源的应用符合绿色低碳经济的需求。到2013年，我国的生物质发电设备已经达到750万kW装机容量。

生物质与垃圾联合发电

据统计，我国主要城市年产生活垃圾为1.5×108吨，大量垃圾所造成的“垃圾围城”和“邻避效应”对环境造成巨大的危害。如果能将垃圾充分有效地用于发电，每年将能节省煤炭资源5000～6000万吨。

但是，我国城市生活垃圾的一些特性，如含水率高、热值低等，会造成炉膛内垃圾燃烧效率低与烟气成分复杂等问题。另外，垃圾燃烧所需要的助燃油又增加了发电成本。

因此将生活垃圾与生物质混合燃烧进行发电或可解决垃圾发电存在的一系列问题。对于使用垃圾焚烧发电厂的设备对城市生活垃圾与棉花秸秆混烧发电的燃烧特性，专家们也进行了研究。

研究结果表明，混合物热值随棉秆掺入量增多而增大，使得炉膛温度有所增加。棉秆质量百分比为15％左右时，锅炉的燃烧状况最佳。在炉膛温度不变时，增加棉秆掺混比例可降低烟气中HCl、颗粒物以及二恶英的排放浓度。另外，飞灰和底渣中Pb、Cr、Zn、Cu等重金属含量同样有所降低。

生物质与垃圾不仅能通过混合燃烧的方式发电，还可采用生物质与垃圾气化发电。研究表明，生物质与许多固体废弃物的共热解具有较强的协同作用，因此，可将生物质原料与垃圾的混合物进行气化转换为生物质燃气，经净化、降温后进入燃气发电机组发电。

从图可知，生物质和垃圾的混合燃烧经粉碎和干燥后通过液压进料系统进入卧式干馏管进行气化，气化完成后进行催化过滤、冷却、净化等一系列工序，最终洁净的可燃气进入发电系统进行发电。

目前生物质发电还存在许多挑战，如原料易受到天气、季节性的影响，原料分布不集中，且运输成本较高，产业链与行业规范不完善等，会阻碍我国生物质能源的发展。所以改良生物质发电利用的优良方法，就可以促进生物质发电的进一步发展。