木質材料之氣化能源回收利用(3)

目前我國為95％以上能源仰賴進口之國家，降低進口能源所帶來之衝擊，減少對於化石燃料之依賴實為根本之道，因此，政府已訂定明確的再生能源發展目標，其中生質物是我國除傳統水力能外最重要的再生能源來源，不僅有利於環境保護，且兼具能源回收的效益。氣化程序屬熱化學轉換反應，係在高溫下進行非催化性的部分氧化反應，將含碳物質（如生質物、廢棄物或煤炭等）轉換成以氣態燃料為主，可供利用的能源，兼具環保與能源效益，已成為全球生質能源利用的關鍵技術之一。 本計畫之主要目標即在開發木質材料氣化回收能源技術，探討利用氣化合成氣進行電熱利用、轉化成生質燃料或化學品之可行性，本計畫於96及97年度已完成建立木質材料氣化系統及操控條件，並提昇氣化操作效率及合成氣品質，同時探討木質材料氣化污染物形成機制與排放抑制之方法；同時建構木質材料氣化合成氣作為鍋爐或發電機組燃料之應用;以及建立氣化爐焦油取樣檢測系統與方法，進行焦油轉換程序。本計畫本年度之目標主要為建立不同樹種木材以流體化床氣化爐氣化產製合成氣之效益，並提昇氣化效率；進行木質材料氣化系統經濟效益分析；評估合成氣轉換生質燃油技術；以及調查及分析木質材料氣化合成氣轉換能源利用以外之化學品之可行性。 所有的實驗皆在一座30 kWth的氣泡式流體化床氣化爐中進行，此其反應區之內徑為7.6 cm，乾舷區內徑為19.8 cm，總高度為1.9 m，共選擇六種不同之木質生質物進行試驗，並於氣化爐內添加牡蠣殼、白雲石、紅磚以及石灰石等觸媒，以比較其除焦效果及提昇合成氣品質之能力。另外，亦進行木質材料造粒與未造粒氣化之差異比較。 試驗結果顯示，氣化六種樹種，合成氣組成中CO、H₂與CH₄含量隨著ER值的增加而下降，但CO₂含量上升。而六種樹種之全纖維素含量對氣化合成氣組成影響似乎不大，僅在較小之ER值下，有較明顯之差異，此一部分將再作進一步之探討。此外，合成氣焦油含量會隨著生質物木質素增加而增加，生質物木質素含量26.82％增加至33.20％時合成氣焦油含量會增加263％，但是當氣化溫度為900^oC時木質素對合成氣焦油含量的影響就不明顯。鈣基觸媒之CaO/MgO比例亦會影響合成氣焦油含量，焦油含量會隨著CaO/MgO比例之增加而下降。另外，氣化造粒所產出的合成氣組成與未造粒者相似，但使用造粒可避免於進料時發生架橋現象。 在經濟效益分析方面，設立一5 MWth的生質物氣化系統，若計6％利息，攤提15年，則發電成本為每度電2.46元，高於我國現行99年度再生能源電能躉購費率（生質能）2.0615元/度。