生物質氣發展正當時，理研計器助力能源安全高效利用！
發布時間：2023-06-14
中國工程院《中國可再生能源發展戰略研究報告》中表示，我國含太陽能在內每年開采的清潔能源有21.48億噸標準煤。其中，生物質能是水電的2倍且是風電的3.5倍，占總量的54.5%，是我國最具發展潛力的可再生能源.
作為人類最早使用的能源，生物質能是僅次于煤炭、石油和天然氣的第四大能源。據國際能源署（IEA），2030年全球36%的能源消費來自可再生能源，其中生物質能將占到60%。因此，發展生物質能將為推動碳減排與應對氣候變化作出貢獻。
何為生物質能
（一）生物質
一切有生命的可以生長的有機物質通稱為生物質，包括植物、動物和微生物。
廣義上的生物質包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物為食物的動物及其生產的廢棄物。有代表性的生物質如農作物、農作物廢棄物、木材、木材廢棄物和動物糞便。
狹義上的生物質主要是指農林業生產過程中除糧食、果實以外的秸稈、樹木等木質纖維素、農產品加工業下腳料、農林廢棄物及畜牧業生產過程中的禽畜糞便和廢棄物等物質。
生物質中都蘊藏著能源，我們稱其為生物質能（biomass energy ）。
（二）生物質能
生物質能（biomass energy ）直接或間接地源自綠色植物的光合作用。生物質能存儲在生物質中，生物質能以生物質為載體。生物質能可轉換為固態、液態或氣態。生物質能源自太陽能，取之不盡、用之不竭，是一種可再生能源。
太陽能經綠色植物的光合作用后轉變為化學能并存儲其中，此時，綠色植物是生物質能的載體。動物以綠色植物為食物，以此獲取生存代謝需要的能量，經過轉化，存儲在動物體內的能量可能是糖或脂肪，糖或脂肪也是生物質能，此時，動物是生物質能的載體。
生物質能利用形式
生物質燃燒是傳統的利用方式，但是熱效率低下，而且勞動強度大，污染嚴重。在諸多生物質利用方法中，生物質氣化以其高效率、低成本、使用和運輸方便等諸多優點越來越受到人們的關注。
生物質氣化技術
生物質氣化是指在無氧或缺氧的高溫環境下，使生物質固體原料發生熱分解或不完全燃燒而轉化為生物質燃氣的熱化學轉化過程。
生物質氣化原理是在一定的熱力學條件下，借助于氣化介質（空氣、氧氣或水蒸氣等）的作用，使生物質的高聚物發生熱解、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。
生物質氣化反應原理圖
生物質氣化化學反應式（以空氣為氣化介質）：CH1.4O0.6+0.4O2+1.5N2=0.7CO+0.3CO2+0.6H2+0.1H2O+(1.5N2)
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生物質氣體燃料的熱值：一般為5~8MJ/m3;
02
生物質氣體燃料的成分：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；
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生物質氣體燃料的燃燒產物：生物質氣體燃料是一種可再生的環保清潔型能源，硫含量很低，主要燃燒產物為CO2、H2O、N2；
生物質氣化技術改變了傳統直接燃燒生物質來獲取能量的方式，通過氣化技術，將生物質轉變為清潔的可燃氣體，大大提高生物質能源的使用范圍。
生物質氣化技術有以下獨特優勢：
1.環保清潔型氣體燃料；
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保要求；
5.燃氣含灰量低；
6.“0”排放：生物質燃燒排放的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《京都議定書》機制，生物質燃料CO2為生態“0”排放。
生物質氣化過程可分為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，改善了燃氣的質量。空氣-水蒸氣氣化劑能使H2和CO2的體積分數明顯上升。水蒸氣能促進生物質氣化生成的焦油進一步裂解，生成甲烷和CnHm等氣體產物。
使用氣體檢測儀來監測氣化過程中的氣體組分，有助于我們掌控和優化生物質氣產氣工藝，提高產氣量及產氣品質。
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，這有助于實時監控生產過程。
▲這是一款伴隨了理研公司近90年的傳感器
在OHC-800內部有兩種傳感器：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結合了三個高精度傳感器來測量生物質能可燃氣體的成分，具有防爆性能，能夠連續測量，有助于減少CO2排放。
生物質氣化事故
由于生物質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。
生物質氣化工藝中會產生大量的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，這使得在生物質氣化工藝中，存在著大量的氣體安全隱患。
生物質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生爆炸。
二、氣體泄漏導致的中毒事故
生物質氣化工藝中會產生大量的有毒氣體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的不完全燃燒會產生大量CO，泄漏后會導致CO中毒；同時生物質氣化工藝過程中產生的CO2也會導致中毒。
所以，有必要監測生物質氣化工藝過程中產生的H2、CO、CO2和CH4的安全濃度，理研計器一直致力于自主研發高精度的氣體檢測儀器，持續關注大氣環境的變化態勢，用智能化的氣體檢測儀器，準確檢測出環境中的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，還能監測氣體濃度的變化，將實時監測數據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、品質卓越，可實時24小時在線監測，超標自動聲光報警，自動排除險情，適用于各種環境中的危險氣體濃度和泄漏檢測。
● 實時在線檢測及現場聲光報警；
● 對危險現場的作業安全起到了預警作用；
● 具有信號穩定，精度高，重復性好等優點；
● 可以同時實現現場報警和遠程監控，報警功能；
結語
生物質氣化技術是近幾年發展的一項新能源利用技術，對改善居住及大氣環境、優化能源結構、改善生產生活方式均具有重大意義，但也出現一些氣體安全問題，需要我們合理利用氣體檢測技術進行風險規避。
安全生產是關系人民群眾生命財產安全的大事，是經濟社會協調發展的標志。在生產過程中，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，我們仍將不斷開發新產品、研發各項新功能，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業的生命安全畫卷中，添上濃墨重彩的一筆，守護人們的幸福生活，為生產和生活不斷創造新價值！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。