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生物質(zhì)氣發(fā)展正當時，理研計器助力能源安全高效利用！
發(fā)布時間：2023-06-14
中國工程院《中國可再生能源發(fā)展戰(zhàn)略研究報告》中表示，我國含太陽能在內(nèi)每年開采的清潔能源有21.48億噸標準煤。其中，生物質(zhì)能是水電的2倍且是風電的3.5倍，占總量的54.5%，是我國最具發(fā)展?jié)摿Φ目稍偕茉?
作為人類最早使用的能源，生物質(zhì)能是僅次于煤炭、石油和天然氣的第四大能源。據(jù)國際能源署（IEA），2030年全球36%的能源消費來自可再生能源，其中生物質(zhì)能將占到60%。因此，發(fā)展生物質(zhì)能將為推動碳減排與應對氣候變化作出貢獻。
何為生物質(zhì)能
（一）生物質(zhì)
一切有生命的可以生長的有機物質(zhì)通稱為生物質(zhì)，包括植物、動物和微生物。
廣義上的生物質(zhì)包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物為食物的動物及其生產(chǎn)的廢棄物。有代表性的生物質(zhì)如農(nóng)作物、農(nóng)作物廢棄物、木材、木材廢棄物和動物糞便。
狹義上的生物質(zhì)主要是指農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)過程中除糧食、果實以外的秸稈、樹木等木質(zhì)纖維素、農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)下腳料、農(nóng)林廢棄物及畜牧業(yè)生產(chǎn)過程中的禽畜糞便和廢棄物等物質(zhì)。
生物質(zhì)中都蘊藏著能源，我們稱其為生物質(zhì)能（biomass energy ）。
（二）生物質(zhì)能
生物質(zhì)能（biomass energy ）直接或間接地源自綠色植物的光合作用。生物質(zhì)能存儲在生物質(zhì)中，生物質(zhì)能以生物質(zhì)為載體。生物質(zhì)能可轉換為固態(tài)、液態(tài)或氣態(tài)。生物質(zhì)能源自太陽能，取之不盡、用之不竭，是一種可再生能源。
太陽能經(jīng)綠色植物的光合作用后轉變?yōu)榛瘜W能并存儲其中，此時，綠色植物是生物質(zhì)能的載體。動物以綠色植物為食物，以此獲取生存代謝需要的能量，經(jīng)過轉化，存儲在動物體內(nèi)的能量可能是糖或脂肪，糖或脂肪也是生物質(zhì)能，此時，動物是生物質(zhì)能的載體。
生物質(zhì)能利用形式
生物質(zhì)燃燒是傳統(tǒng)的利用方式，但是熱效率低下，而且勞動強度大，污染嚴重。在諸多生物質(zhì)利用方法中，生物質(zhì)氣化以其高效率、低成本、使用和運輸方便等諸多優(yōu)點越來越受到人們的關注。
生物質(zhì)氣化技術
生物質(zhì)氣化是指在無氧或缺氧的高溫環(huán)境下，使生物質(zhì)固體原料發(fā)生熱分解或不完全燃燒而轉化為生物質(zhì)燃氣的熱化學轉化過程。
生物質(zhì)氣化原理是在一定的熱力學條件下，借助于氣化介質(zhì)（空氣、氧氣或水蒸氣等）的作用，使生物質(zhì)的高聚物發(fā)生熱解、氧化、還原、重整反應，熱解伴生的焦油進一步熱裂化或催化裂化成為小分子碳氫化合物，獲得CO、H2和CH4等氣體。
生物質(zhì)氣化反應原理圖
生物質(zhì)氣化化學反應式（以空氣為氣化介質(zhì)）：CH1.4O0.6+0.4O2+1.5N2=0.7CO+0.3CO2+0.6H2+0.1H2O+(1.5N2)
01
生物質(zhì)氣體燃料的熱值：一般為5~8MJ/m3;
02
生物質(zhì)氣體燃料的成分：其主要可燃成分為CO、H2和CH4和一些C2H4高分子碳氫化合物及少量焦油；
03
生物質(zhì)氣體燃料的燃燒產(chǎn)物：生物質(zhì)氣體燃料是一種可再生的環(huán)保清潔型能源，硫含量很低，主要燃燒產(chǎn)物為CO2、H2O、N2；
生物質(zhì)氣化技術改變了傳統(tǒng)直接燃燒生物質(zhì)來獲取能量的方式，通過氣化技術，將生物質(zhì)轉變?yōu)榍鍧嵉目扇細怏w，大大提高生物質(zhì)能源的使用范圍。
生物質(zhì)氣化技術有以下獨特優(yōu)勢：
1.環(huán)保清潔型氣體燃料；
2.燃燒特性好，燃燼率高；
3.含硫量極低，僅為燃料油的1/20左右，不用采取任何脫硫措施即可達到環(huán)保要求；
4.含氧量極低，燃燒時不用采取任何脫硝措施即可達到環(huán)保要求；
5.燃氣含灰量低；
6.“0”排放：生物質(zhì)燃燒排放的C02與其在生長過程中吸收的C02相同，且替代了化石能源，減少了凈排放，根據(jù)《京都議定書》機制，生物質(zhì)燃料CO2為生態(tài)“0”排放。
生物質(zhì)氣化過程可分為4個過程，即：固體燃料干燥、熱分解反應、還原反應、氧化反應。但這些反應過程并不是相對獨立的，而是相互滲透，交錯分布的。
反應過程中隨著氣化溫度的升高氣化產(chǎn)氣量逐漸增大，CO2、H2、甲烷以及烴類氣體含量都有不同程度地增加，尤其是可燃組分濃度增大，改善了燃氣的質(zhì)量。空氣-水蒸氣氣化劑能使H2和CO2的體積分數(shù)明顯上升。水蒸氣能促進生物質(zhì)氣化生成的焦油進一步裂解，生成甲烷和CnHm等氣體產(chǎn)物。
使用氣體檢測儀來監(jiān)測氣化過程中的氣體組分，有助于我們掌控和優(yōu)化生物質(zhì)氣產(chǎn)氣工藝，提高產(chǎn)氣量及產(chǎn)氣品質(zhì)。
理研計器型號OHC-800，可以通過一個設備精確測量H2、CO2和CH4的單獨濃度，以及混合氣體的熱值，它還具有快速響應時間，這有助于實時監(jiān)控生產(chǎn)過程。
▲這是一款伴隨了理研公司近90年的傳感器
在OHC-800內(nèi)部有兩種傳感器：一種是光學傳感器，另一種是聲波傳感器。通過使用理研計器自己的Op-Sonic計算方法，OHC-800可以獲得H2、CO2和CH4的濃度以及混合氣體的熱值。
理研計器的氣體測量系統(tǒng)結合了三個高精度傳感器來測量生物質(zhì)能可燃氣體的成分，具有防爆性能，能夠連續(xù)測量，有助于減少CO2排放。
生物質(zhì)氣化事故
由于生物質(zhì)氣化工藝中所具有的大量危險因素，以及其相關安全措施的缺乏，導致其所造成的事故往往也會帶來重大的人員傷亡。
生物質(zhì)氣化工藝中會產(chǎn)生大量的CO、CO2以及少量的H2、CH4等氣體，這些氣體存在于氣化裝置、儲罐與輸送管道中，這使得在生物質(zhì)氣化工藝中，存在著大量的氣體安全隱患。
生物質(zhì)氣化工藝中的事故主要可分為兩類：
一、氣體爆炸事故
燃氣與空氣或氧氣混合，當CO、H2、CH4等可燃性氣體與空氣混合達到一定濃度時，就會形成有爆炸危險的混合氣體，這種氣體一旦遇到明火就會發(fā)生爆炸。
二、氣體泄漏導致的中毒事故
生物質(zhì)氣化工藝中會產(chǎn)生大量的有毒氣體CO，引起CO中毒的起因主要因為在氣化裝置中的反應過程中C的不完全燃燒會產(chǎn)生大量CO，泄漏后會導致CO中毒；同時生物質(zhì)氣化工藝過程中產(chǎn)生的CO2也會導致中毒。
所以，有必要監(jiān)測生物質(zhì)氣化工藝過程中產(chǎn)生的H2、CO、CO2和CH4的安全濃度，理研計器一直致力于自主研發(fā)高精度的氣體檢測儀器，持續(xù)關注大氣環(huán)境的變化態(tài)勢，用智能化的氣體檢測儀器，準確檢測出環(huán)境中的CO2，CH4和CO等氣體。
● GX-6000作為一種復合型的便攜式氣體檢測儀，能夠檢測可燃氣體、氧氣、硫化氫、一氧化碳、氨氣及近千種氣體。
GX-6000利用泵吸式采樣主動把待檢測氣體抽到傳感器的氣室，響應時間比擴散式快很多，在檢測氣體的微量泄漏、檢查泄漏點等方面獨占鰲頭。在使用期間，不僅能檢測氨氣濃度，還能監(jiān)測氣體濃度的變化，將實時監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示在氣體檢測儀顯示屏上。
● GD-70D系列固定式氣體報警器、外觀新穎、品質(zhì)卓越，可實時24小時在線監(jiān)測，超標自動聲光報警，自動排除險情，適用于各種環(huán)境中的危險氣體濃度和泄漏檢測。
● 實時在線檢測及現(xiàn)場聲光報警；
● 對危險現(xiàn)場的作業(yè)安全起到了預警作用；
● 具有信號穩(wěn)定，精度高，重復性好等優(yōu)點；
● 可以同時實現(xiàn)現(xiàn)場報警和遠程監(jiān)控，報警功能；
結語
生物質(zhì)氣化技術是近幾年發(fā)展的一項新能源利用技術，對改善居住及大氣環(huán)境、優(yōu)化能源結構、改善生產(chǎn)生活方式均具有重大意義，但也出現(xiàn)一些氣體安全問題，需要我們合理利用氣體檢測技術進行風險規(guī)避。
安全生產(chǎn)是關系人民群眾生命財產(chǎn)安全的大事，是經(jīng)濟社會協(xié)調(diào)發(fā)展的標志。在生產(chǎn)過程中，通過安裝氣體檢測報警裝置，時刻檢測有毒有害氣體泄漏濃度，將風險隱患控制在源頭。圖片
理研計器擁有600多種氣體傳感器和100多種氣體探測器。未來，我們?nèi)詫⒉粩嚅_發(fā)新產(chǎn)品、研發(fā)各項新功能，使得氣體檢測儀在應用上更先進、更適合日新月異的市場環(huán)境，致力于為用戶提供一個可靠、準確、安全的氣體檢測方案。
理研計器必將在未來氣體產(chǎn)業(yè)的生命安全畫卷中，添上濃墨重彩的一筆，守護人們的幸福生活，為生產(chǎn)和生活不斷創(chuàng)造新價值！為用戶選配適合原理的檢測儀，用成熟的工藝完善氣體檢測系統(tǒng)。