气化炉的工作原理?
气化炉的工作原理:煤粉或者煤浆与氧气(干煤粉还需要添加蒸汽)在气化炉内进行燃烧,进行氧化、还原气化反应,在高温状态下,煤中的灰分变成液态的渣流出气化炉,通过灰渣系统排出炉外,煤中的碳经过不完全燃烧,氧化、还原成原料气,原料气经过锅炉或者换热器将煤气中的热量回收,将煤气温度降到我们需要的温度;在经过后面的变换系统制氢。
按煤在气化炉内的运动方式分为固定床(移动床)、沸腾床和气流床等形式;按气化操作压力分常压气化和加压气化;按进料方式分固体进料和浆液进料;按排渣方式分固体排渣和熔融排渣等各种设计。
典型的工业化煤气化炉型有:UGI炉、鲁奇炉、温克勒炉(Winkler)、德士克炉(Texaco)和道化学煤气化炉(Dow Chemical)。研究开发的炉型有十几种。
扩展资料
优点:
1、原料广泛:只要是可以燃烧的农、林废弃物均可作为原料,原料干湿、粗细不论均可直接燃烧;也可烧原煤,比传统直接烧原煤省煤1/3以上。
2、安全环保:炉灶安装均可通过管道连接,无安全隐患;使用时燃气预先与空气充分混合,再进行燃烧,使燃烧进行得剧烈而充分,完全消除游离碳析出的条件,达到“无焰燃烧”的效果,所以长期使用不会熏黑锅底。无烟、无味、无积碳、无废气产生。
3、采用无焦油设计方案,清洁卫生,使用过程中不会因焦油而堵塞灶具;
4、方便适用:一般2-3天加一次料,5-7天出一次灰。普通家庭只需2-3公斤即可满足日常需求,比普通柴灶节省70%以上。是我国最经济、最方便、最节能、最适用的灶具,且资源永不枯竭,家家都买的起,户户都适用。
朋友你好,想听真话不 ??????? 请坚持看完 !!!
我以前是一家锅炉厂的绘图员。
秸秆气化这技术确实有,而且已经出来很长时间,好像是在差不多8、9多年前就听说过。
秸杆汽化的原理是,生物质(包括秸秆,据木、木柴,野草,松针树叶,作物秸秆,干燥的牛羊畜粪,食用菌渣)在高温缺氧条件下,产生热化学反应的能量转化过程,植质中的碳、氢、氧等元素的原子,在反应条件下按照化学键的成键原理,生成一氧化碳、甲烷、氢气等,可燃性气体。
原理是比较简单,但是要达到气化的目的以及从锅炉设计角度考虑,需要达到很多要求,
热化学反应 一般分以下四步,干燥,热分解(也有叫 干馏),还原,氧化。其中 ,干燥层 需要温度100—250度,热分解层需要300-800度,还原层需要900度左右,氧化层约1200度左右,
秸秆气化的气化工艺一般为上吸式和下吸式两种,简单来说上吸式,就是原料从上入料口投入,经过 干燥,热分解(也有叫 干馏),还原,氧化,四步,而在底部用风机强制送风,在气化发生器上部 输出燃气,下吸式是从上入料口投入,经过 干燥,热分解(也有叫 干馏),还原,氧化,四步,在气化发生器的下部用引风机强制输入燃气,由于下吸式固定床气化过程可以二次裂解焦油,可有效地降低产物中焦油的含量。因此目前应用的工艺以下吸式固定床式发生器为主。
标准的秸秆汽化整体工艺流程 是这样的:首先 ,秸秆等原料需要自然晒干,然后用粉碎机粉碎成 3mm-30mm的长度(原料的预处理对焦油含量影响较小,主要影响气化效率,),投入气化发生器中,经过干燥,热分解(也有叫 干馏),还原,氧化四步,生成可燃气体,再经过除尘器除尘,然后经过喷淋净化器,汽水分离器,过滤器,最后进入储气罐,才是合格的,可以使用的可燃气体。然后才是输送到 百姓家里燃烧使用。
请大家要注意 !我一直没有用“气化炉”这个词语,其实在生物质气化系统中有 “气化炉”这个设备,但是此“气化炉”标准说法应该叫“气化发生器”,其只是参与生物质的气化反应(即干燥,热分解、还原,氧化 这四步),而不是带有燃烧性质的我们老百姓生活中的普通“炉子”,并且 如果 某产品宣传的气化炉连原料都不需要粉碎的话,100%是个骗子,那根本不是气化炉,根本就是普通的燃煤、烧柴草的“炉子”。
老百姓需要将秸秆粉碎,然后,在一次一次的投入“气化炉”中,在工厂化的气化发生器气化效率最高也只达(87.2%),一般就是70%,左右,而宣传中的“气化炉”如此小的容积,其热反应的温度和时间非常有限,气化率低,产气量不足,焦油多,根本不是合格的 “气化炉”。
我以前的工厂也曾想搞过 “气化炉”的小型化,理论分析后,就放弃了,毕竟严格按照气化工艺“浓缩”后的“气化炉”也比目前市场上所谓“气化炉”大上好多,可以用“小型民用锅炉”来形容,一般百姓家不适用,操作起来费劲,不可能像 现在广告宣传中的那样,把 秸秆投入炉中,盖上盖子,点火 ,产气,这么简单。
有以上论述可以看出,生物质气化工艺的设备要求高,一般只适合于 秸秆汽化站和火电厂使用,在其小型化方面。并不实用,不经济,也不切合实际。
我在网上看了一下,竟然还有 “红外线的气化炉”!真是敢 吹 !!!
目前 市场上的 “气化炉”都是不合格的,并不能说是真正的“气化炉”,真正的“气化炉”没有小型化的,都是成套设备的。
请勿上当受骗 !!!
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其气化的基本原理:
利用氧和生物质的一部分燃烧,为热分解及还原反应提供热量, 从而使固体生物质转化为气体燃料。
其主要优点是生物质颗粒燃料气化炉是我所针对生物质替代燃油锅炉开发的新型产品,原料气化产生的高温燃气,直接在气化炉燃烧器的喷火口燃烧,由于高温烟气不经冷却而直接燃烧,故没有焦油等高沸物析出。燃烧有多次配风,能够保证生物质充分燃烧,不会冒黑烟。
扩展资料:
气化炉由料筒、净化装置、管道、灶头等部分组成。生物质燃料通过制气室,在密闭缺氧的条件下,采用干馏热解及化学氧化反应后产生一种可燃性气体,在氮气的支持和氧气的助燃下达到理想的燃烧效果。该炉具装置系统本身具有生物质原料造气、燃气净化、自动分离的功能。
当燃料投入料筒内反应产生一氧化碳、氢气、甲烷、丙烷等可燃气体,燃气自动导入分离系统通过净化装置实行净化焦油、净化烟尘、净化水蒸气的程序,从而产生优质燃气,并通过管道输送到红外线灶头,燃烧十分完全;且内部耐火层设计了专用内胆,确保使用寿命在十年以上。
参考资料来源:百度百科-秸秆气化炉
生物质发电技术发展探讨
陆智(广西电力工业勘察设计研究院广西南宁530023)
李双江(河北省电力勘测设计研究院)
郑威( 中南电力设计院)
生物质能是一种颇具产业化和规模化利用前景的可再生能源,对我国能源结构的优化意义重大。发展生物质发电,是构筑稳定、经济、清洁、安全能源供应体系,突破经济社会发展资源环境制约的重要途径。秸秆发电变无序焚烧为集中燃烧并发电、造肥,节省了大量煤炭资源,并增加农民收入。秸秆在生长和燃烧中不增加大气中CO2量,且含硫量极低,仅为0.1%。发展生物质发电,替代煤炭,可显著减少CO2等温室气体和SO2的排放,有巨大的环境效益。
1 生物质直接燃烧发电利用技术
生物质直燃发电就是将生物质直接作为燃料进行燃烧,用于发电或者热电联产。生物质直接燃烧具有以下特点:(1)生物质燃烧所放出的CO2大体相当于其生长时通过光合作用所吸收的CO2, 因此可以认为是CO2的零排放,有助于缓解温室效应;(2)生物质的燃烧产物用途广泛,灰渣可加以综合利用;(3)生物质燃料可与矿物质燃料混合燃烧,既可以减少
运行成本,提高燃烧效率,又可以降低SO2、NOx 等有害气体的排放浓度;(4)采用生物质燃烧设备可以最快速度实现各种生物质资源的大规模减量化、无害化、资源化利用,而且成本较低,因而生物质直接燃烧技术具有良好的经济性和开发潜力。
1.1 单燃生物直燃技术
在欧美发达国家主要燃烧的生物质是木本植物, 在我国,由于特殊的国情使得我们用于燃烧的物质基本局限于秸秆等草本类植物。据有关文献对秸秆的燃烧机理进行的研究,秸秆等生物质与常规燃料的区别主要有以下几点:(1)秸秆的含水量较大,约20%,是常规燃料的8~10 倍。因此,在锅炉相同出力的情况下,其烟气量约是常规燃料的1.5~2 倍。在锅炉受热面布置时,要充分考虑这一情况。(2)秸秆的堆积密度较小。秸秆投入炉内燃烧时,先落在炉床上,随着水分蒸发,开始漂浮在炉内进行燃烧。因此,在这类锅炉设计时, 一定要考虑到燃烧室的体积要大一些,使得燃料在炉内有足够的停留时间,得以完全燃烬。(3)从燃料的燃烧过程来看,大多数秸秆(除甘蔗渣外)在干燥后,挥发份快速脱离母体迅猛燃烧,挥发份不附着在秸秆表面燃烧,这与煤的燃烧机理是完全不同的。(4)逸出挥发份后的秸秆变黑成为暗红色焦炭粒子,未见明显的火焰,而且在炉膛高温火焰的辐射下,缓慢地燃烧,燃烬时间也较长。
1.1.1 层燃炉燃烧技术
层燃炉燃烧技术主要以炉排炉为代表,燃料在固定或者移动的炉排上实现燃烧,空气从下方透过炉排供应上部的燃料,燃料处于相对静止的状态,燃料入炉后的燃烧时间可由炉排的移动或者振动来控制,以灰渣落入炉排下或者炉排后端的灰坑为结束。
1.1.2 循环流化床燃烧技术
循环流化床锅炉独特的流体动力特性和结构使其具备很多独特的优点,如燃料适应性广,低温燃烧,燃烧效率高,负荷调节性能好等。瑞典、丹麦、德国等发达国家在流化床燃用生物质燃料技术方面具有较高的水平。美国爱达荷能源产品公司已经开发生产出燃生物质流化床锅炉, 锅炉蒸汽出力为4.5~50t/h,供热锅炉出力为36.67MW;美国CE 公司利用鲁奇技术研制的大型燃废木循环流化床发电锅炉出力为100t/h,蒸汽压力为8.7MPa; 美国B&W 公司制造的燃木柴流化床锅炉也于20 世纪80~90 年代初投入商业运行。此外,瑞典以树枝、树叶等林业废弃物作为大型流化床锅炉的燃料加以利用,锅炉热效率可达到80%;瑞典和丹麦正在实行利用生物质热电联产的计划,使生物质能在提供高品位电能的同时,满足供热的要求。
1.2 生物质与煤混合直燃技术
混合燃烧的技术优势:(1)生物质是可再生能源,煤粉炉中生物质共燃,可以利用现役电厂提供一种快速而低成本的生物质发电技术,也是一种最好(廉价而低风险)的利用可再生能源发电的技术。(2)煤粉燃烧发电效率高,可达35%以上,生物质共燃正是借用其高效率的优点,这是现阶段其它生物质发电技术难以比拟的。(3)生物质燃烧低硫低氮,在与煤粉共燃时可以降低电厂的SO2和NOx 排放。(4)对于煤粉燃烧电厂,共燃生物质意味着CO2排放的降低, 被公认为是现役燃煤电厂降低CO2排放的最有效措施。(5)我国生物质资源丰富,可利用未被利用的生物质折合近4 亿t 标准煤,且分布广泛,可就地利用;另一方面,大量利用生物质发电可增加农民收入,促进农业和农村经济的可持续发展。(6)生物质共燃技术简单,投资和运行费用低。生物质相对较便宜,对燃煤电厂而言还可增加燃料的选择范围和燃料适应性,降低燃料成本。丹麦哥本哈根AVEDORE 电厂,2002 年增加了热功率为105MW 的生物质发电设备,采用天然气(油)与麦秸混合燃烧工艺, 每小时秸秆消耗25t, 秸秆主要来源于芬兰和丹麦。生物质的水分含量用超声波测定,控制在25%左右。
2 生物质气化发电技术
生物质气化是在高温下部分氧化的转化过程。该过程是直接向生物质通气化剂(空气、氧气或水蒸汽),使之在缺氧的条件下转变为小分子可燃气体的过程。目前, 生物质气化技术大体上可按2 大类进行分类:①按气化剂分类,②按设备运行方式分类。
2.1 按气化剂类型分类
生物质气化技术按气化剂类型分类。其中,干馏气化其实是热解气化的一种特例。且由于干馏是吸热反应,应在工艺中提供外部热源以使反应进行。氧气气化则不需要提供外部热源,产品为热值为15000kJ/m3 的中热值气化气。空气气化由于N2的加入,使其可燃气成分含量降低,热值也随之降低在5000kJ/m3 左右,为低热值气体。氢气气化反应条件苛刻,需要在高温高压且具有氢源的条件下进行, 其气化气为热值高达22260~26040kJ/m3 的高热值气化气。
2.2 按气化装置运行方式分类
生物质气化技术按气化装置的运行方式分类。国内外已投入商业运行的气化方法主要有:固定床气化炉、流化床气化炉。固定床气化炉可分为下吸式、上吸式、横吸式和开心式。其中下吸式气化炉应用最广。
生物质原料由炉顶的加料口投入炉内,气化剂(空气、氧气)可以由顶部进入,也可以在喉部加入。气化剂与物料混合向下流动, 在高温喉管区发生气化反应。下吸式气化炉主要特点是气化强度高(相对于上吸式),工作稳定性好,可随时加料;由于燃烧区在热解区与还原区之间,因而干馏和热解的产物都要经过燃烧区,在高温下裂解H2和CO,使得气化中焦油含量大为减少。流化床气化炉按气化炉结构和气化过程,可将流化床气化炉分为循环流化床、双流化床和携带床四种类型。按吹入气化剂的压力大小,流化床气化炉又可分为常压流化床和加压流化床。其中循环流化床由于其众多优点,适用于大型商业化运行。循环流化床是唯一在恒温床上反应的气化炉。气化反应在床内进行,焦油也在床内裂解。流化介质一般选用惰性材料(沙子)或非惰性材料(石灰或催化剂),可增加传热及清洗可燃气,适合水分含量大、热值低、着火困难的生物质燃料。循环流化床气化炉的主要缺点是入料需要预处理,产气中灰分需要很好的净化处理和部件磨损严重。
典型操作条件为温度600℃,加工能力100kg/h,以杨木为原料时产气率可达65%。优点在于结构紧凑、传热速率高、气相停留时间短、有效抑制裂化,但是载气需求量大。气化产生的可燃气主要用来发电。生物质气化的发电技术有以下3 种方法:带有气体透平的生物质加压气化、带有透平或者引擎的常压生物质气化、带有朗肯循环的传统生物质燃烧系统。传统的生物质气化联合发电技术(BIGCC)包括生物质气化、气体净化、燃气轮机发电及蒸汽轮机发电。生物质气化发电技术的基本原理是把生物质转化为可燃气,可利用可燃气推动燃气发电设备进行发电。气化发电工艺包括3 个过程:①生物质气化,把固体生物质转化为气体燃料;②气体净化,气化出来的燃气都带有一定的杂质,包括灰分、焦炭和焦油等,需要经过净化系统把杂质除去,以保证燃气发电设备的正常运行;③燃气发电。目前,国际上有很多发达国家开展提高生物质发电效率方面的研究, 如美国Battelle(63MW)项目,欧洲英国(8MW)和芬兰(6MW)的示范工程。
3 生物质直接燃烧技术与生物质气化技术的比较
生物质直接用来燃烧简化了环节和设备, 减少了投资,但利用率还比较低,利用的范围还不是很广。由于中国生物质分布分散,成为大规模利用生物质直接燃烧技术发电较大障碍。然而秸秆类生物质因为含有较多的K、Cl 等无机物质,在燃烧过程中很容易出现严重的积灰、结渣、聚团和受热面腐蚀等碱金属问题,碱金属问题是秸秆大规模燃烧利用面临的严峻挑战,这些还需要进一步研究解决问题的方法。生物质气化技术能够一定程度上缓解中国对气体燃料的需求, 生物质被气化后利用的途径也得到相应的扩展,提高了利用效率。
参考文献
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气化炉的工作原理:
秸秆等生物质在高温缺氧条件下,会产生热化学反应的能量转化过程,植质中的碳、氢、氧等元素的原子,在反应条件下按照化学键的成键原理,生成一氧化碳、甲烷、氢气等可燃性气体。
当燃料投入炉膛内燃烧,产生大量一氧化碳、甲烷和氢气时,燃气自动导入分离系统,执行脱焦油、脱烟尘、脱水蒸气的净化程序,从而产生优质燃气,燃气通过管道输送到燃气灶,点燃或电子打火即可使用。
气化炉的结构:
气化炉由下出灰口、冷却夹套、水冷排结构、炉体、快开上出灰口、进料口密封盖构成,其中,中上部为炉体,既作为待燃烧的秸杆料的装料仓,也作为燃烧室;炉体上端中心位置设置有进料口,进料口上设置有水封的进料口密封盖。
气化炉的中下部设置有水冷排结构,作为气化炉的燃烧炉排;水冷排结构以下的下炉体,设置有夹层的冷却夹套,冷却夹套内的水与水冷排结构的水相通,以水泵驱动循环。
优点:
1、原料广泛:只要是可以燃烧的农、林废弃物均可作为原料,原料干湿、粗细不论均可直接燃烧;也可烧原煤,比传统直接烧原煤省煤1/3以上。
2、安全环保:炉灶安装均可通过管道连接,无安全隐患;使用时燃气预先与空气充分混合,再进行燃烧,使燃烧进行得剧烈而充分,完全消除游离碳析出的条件,达到“无焰燃烧”的效果,所以长期使用不会熏黑锅底。无烟、无味、无积碳、无废气产生。
3、采用无焦油设计方案,清洁卫生,使用过程中不会因焦油而堵塞灶具。
4、方便适用:一般2-3天加一次料,5-7天出一次灰。普通家庭只需2-3公斤即可满足日常需求,比普通柴灶节省70%以上。是我国最经济、最方便、最节能、最适用的灶具,且资源永不枯竭,家家都买的起,户户都适用。
秸秆燃气,是利用生物质通过密闭缺氧,采用于溜热解法及热化学氧化法后产生的一种可燃气体,这种气体是一种混合燃气,含有一氧化碳、氢气、甲烷、等,亦称生物质气。
2、秸秆燃气中含有哪些燃气组分?
根据北京市燃气及燃气用具产品质量监督检验站,2000年10月25日,秸秆燃气检验报告得知:秸秆燃气含量15.27%,氧3.12%、氮 56.22%,甲烷1.57%,丙烷0.03%,丙烯0.05%,合计100%。
3、秸秆燃气的开发前景怎样?
2003年,“太阳能”杂去第一期《我国植物生物质能源开发展望》一文中已做预测,摘录如下:
植物生物质能源是一个巨大的太阳能仓库,是重要的“绿色能源”之一,可以讲开发利用植物生物质能源,就是开发利用太阳能。植物生物质能源可以再生,取之不尽,取之不竭。因此,根据我国国情和当今国际社会“新思维、新料学、新技术”的发展态势,发展的植物生物质为原料的绿色能源转化技术,符合本世纪发展的主题——社会可持续发展。
据报道,我国能源专家对本世纪上半叶我国植物生物质能源的发展进行了3个阶段的科学预测:
第一阶段(2001-2010),植物生物质能源的生产能基本得到满足,基本解决我国农村生活用能,生态环境的破坏能得到有效地控制,基本遏制因直接燃烧植物生物质和废弃植物生物质而引起的生态环境恶化的趋势;
第二阶段:(2011-2030),我国农村植物生物质能源综合建设达到社会化,农用植物生物质能方式多维、多元化,生产,生活用能得到满足,植物生物质绿色能源转化技术得到普遍推广和应用,我用生态环境建设开始走上良性循环的轨道;
第三阶段:(2031-2050),建立起我国多能互补,结构合理,安全可靠的植物生物质能源生产供应体系,并形成规模,乡镇企业因能源高效化,农民因能源优质化。基本建立起适应可持续发展的良性循环的生态环境系统工程,增强我国植物生物质能源综合建设的可持续发展能力。
我国著名科学家,中科院院士朱清时教授讲,目前我国能源战略迫切需要研究用非粮食类生物质作原料生产液体类,气体类燃料。开发出拥有自主知织产权和具有推广价值的实用技术,保障我国植物生物质能源的安全开发利用和经济昌盛繁荣。
4、秸秆燃气从那里来?
农民使用秸秆燃气可以从以下两个方面,第一,靠秸秆气化工程集中供气获得。第二,可以利用生物质自己生产。
秸秆气化工程,一般为国家,集体个人三方投资共建,一个村(指农户居住集中的村)的气化工程大约需50-80万,在我国目前大约有200多个村级秸秆气化工程。
农民自产自用的秸秆燃气,主要靠家用制气炉进行生物质转化,投资不大,小则300余元,多则700余元。
5、秸秆燃气生产技术原理?
植物生物质(包括据木、木柴,野草,松针树叶,作物秸秆,牛羊畜粪,食用菌渣)中的碳元素质量分数约为40%,其次为氢、氮、氧、镁、硅、磷、钾、钙等元素。植物秸秆的有机成分以纤维素,半纤维素为主,质量分数为50%。这些生物质原料,在缺氧条件下加热,使之发生复杂的热化学反应的能量转化过程。此过程实质是植质中的碳、氢、氧等元素的原子,在反应条件下按照化学键的成键原理,变成一氧化碳、甲烷、氢气等,可燃性气体的分子。这样植物生物质中的大部分能量就转移到这些气体中。基本反应包括:
C+O2=CO2 2C+O2=2CO
2H2O+C=CO2+2H2 CO+O2=2CO2
H2O+CO=CO2+H2 CO2+C=2CO
CH4+CO2=2CO+2H2 C+2H2=CH4
CO+3H2=CH4+H2O 2H2+O2=2H2O
上述生物质的气化过程的实现是通过气化反应装置(即制气炉)完成的。
6、秸秆燃气生产的工作原理?
制气炉具有生物质原料造气,燃气净化,自动分离的功能。当燃料投入炉膛内燃烧产生大量CO和H2时,燃气自动导入分离系统执行脱焦油、脱烟尘,脱水蒸气的净化程序,从而产生优质燃气,燃气通过管道输送到燃气灶、点燃(亦可电子打火)使用。
7、气化炉的分类有哪些?
秸秆气化炉,亦称生物质气化炉,制气炉,燃气发生装置等,在气化炉当中,分直燃(半气化)式和导气(制气)式气化炉。其中导气式气化炉中又分上吸式、下吸式、流化床气化炉。直燃式与导气式气化炉在广告词中,不少读者极易被误导。直燃式气化炉是适用二次进风产生二气化燃烧,而导气式气化炉是运用热化学反应原理产生可燃气体燃烧。
8、秸秆燃气生产技术发展方向?
用生物质替代煤,天然气和重油等化石燃烧来制备合成为甲醇,汽油,或柴油等液体燃料而用于交通工具,这样即可以满足人类对液体燃料日益增长的需求,同时又可有效减轻由于大量使用化石燃料给环境带来的污染。
一种适合于一般农户加工制作、结构简单的小型秸秆气化炉可为农民朋友解决大量处理农作物秸秆的问题。它将玉米秸、玉米芯、麦秸、花生壳、锯末、稻壳等转化为可燃气体,可供农户烧水、做饭之用。
一、秸秆气化原理与燃气指标
秸秆是作物通过光合作用而生成的生物质,其元素组成主要为碳、氢、氧、氮、硫、磷等。秸秆气化的原理是:生物质秸秆作为燃料,在缺氧的状态下,不完全燃烧,使其转化为一氧化碳、氢、甲烷等可燃气体。气化过程包括三个阶段,即干燥与干馏、氧化、还原。
直接燃烧主要化学反应式如下:
生物质+氧气+二氧化碳+水(氧化反应)
碳+二氧化碳+一氧化碳(还原反应)
水+碳+一氧化碳+氢气(还原反应)
秸秆气化技术指标:
1、原料 玉米秸秆、玉心芯、薪柴、木材加工废弃物等。原料含水量要求小于20%。
2、产气率 每千克秸秆可产2立方米燃气。
3、燃气成分 一氧化碳11%--20%,氢气10%--16%,甲烷0.5%--5%,二氧化碳10%--14%,氧气小于1%,硫化氢小于20毫克/立方米,焦油及灰尘小于10毫克/立方米,燃气热值4000千焦/立方米--5000千焦/立方米。
二、工艺流程简述
燃料在气化炉内经缺氧燃烧,生成含有一定量的一氧化碳、氢气及甲烷等的可燃气体,靠小型风机产生的压力将可燃气体由气化炉上方压出,所产燃气经集水过滤、除尘、除焦油装置并通过输气管道与灶具相连。
三、小型气化炉的制作方法
1、所需材料及尺寸 旧铁桶1个,40瓦--60瓦风机1台,开关2个,三通接头2个,管件直径均为1寸,长短按图纸要求准备,1台简易气化炉的制作成本不超过100元钱。最好选用大号铁桶,按图纸要求将铁桶相关部位进行焊割。
2、炉篦子的安装 沿铁桶内壁底部摆放一圈立砖(高为24厘米),然后将长短合适的钢筋炉条按间隔1厘米放在砖上,并用泥或水泥固定。在炉篦子上方沿铁桶周围摆放两层立砖,然后再用泥在砖面抹炉膛,炉膛最好抹成略微锅底形,以便于燃料向喷咀中间集中,炉膛内径为35厘米左右。(一定要等炉膛干透后才可点火使用)
3、喷咀的安装 喷咀是气化炉的关键部位,因炉内燃烧时的温度较高,喷咀容易受到损伤,所以要求采用专用喷咀。喷咀可以用法兰盘固定(方便更换),也可以直接焊在铁桶上(如需要更换可重新进行焊割)。
4、集水瓶的安装 集水瓶的作用是收集管道内积水、除焦油,同时具有安全限压作用。
图1中的1为上炉口、2为炉顶、3为上炉膛、4为氧化层、5为炉内耐火内衬、6为炉体夹套、7为炉内灰渣圈、8为炉栅托撑、9为炉座炉腔、10为炉座清灰孔、11为炉下排灰管、12为平面炉栅、13为排灰刀、14为炉下中心转动轴、15为抽吸炉内再生燃气管口、16为炉下刮灰板、17为炉座、18为炉体支撑柱。
下面进一步描述本技术的技术原理和技术解决方案:
再生能源气化炉是在反火型煤气发生炉的气化原理的基础上的改进。反火型煤气发生炉的气化原理是靠炉外抽吸风机的作用下使炉内产生微负压状态,当炉在运行时,炉内所需气化剂是从炉口吸入炉内自上而下,经干留层、氧化层、还原层、灰渣层与炉内煤料发生剧烈的氧化反应后生成高温二氧化碳,而后再被还原成可燃气体。然而,本技术是将工业和农业生产中的废弃物及城市生活垃圾用机械加工成气化燃料,而后进人炉内气化反应。炉内所需气化剂(空气、蒸气、氧气、富氧)是从上炉口或炉上部进气管吸人炉内上部炉腔与炉内在气化燃料干馏时所释放出来的各种有害可燃物质混合后同时被吸入下面的氧化层中,经炉内1200度以上高温的氧化处理后,生成洁净的高温二氧化碳继续被吸人下面的还原层中被还原成再生燃气。
再生能源气化炉的具体结构是:包括用各种可燃废弃物和生活垃圾制成气化燃料的加人系统,炉体和排灰渣及抽吸炉内煤气系统(或鼓风系统),气化剂的输入管道和产生再生燃气后的输出管道系统。炉体内壁有耐火内衬,气化剂输入管道开口于气化炉上部或顶部,抽吸炉内煤气系统连接于炉内煤气输出管道后,通过抽吸煤气系统使炉内产生微负压,将气化剂吸人炉内自上而下的气化反应,并将炉内气化产生的再生燃气从炉体下部输出,抽气系统和向炉内鼓风系统可同时使用,排灰渣系统与设置在炉中心转动轴相连,由上部排灰刀和下部刮灰板组成排灰(渣)系统,排灰(渣)管设置在炉座下部,由转动轴带动上部的排灰刀和下部的刮灰板将炉内灰渣排人排灰(渣)管内排出炉外。
生物质气化是指生物质气化原料 (如秸秆、木屑、稻壳等)压制成型或经简单的破碎干燥加工处理后,在欠氧条件下,送入气化炉中进行气化裂解,即在一定的热力学条件下,借助于部分空气 (或氧气)、水蒸气的作用,使生物质的高聚物发生热解、氧化、还原、重整反应,热解伴生的焦油进一步热裂化或催化裂化为小分子碳氢化合物,获得含CO、H2和CH4的可燃气体并进行净化处理而获得产品气的过程。
2、生物质燃气(生物质气化气)的优点
生物质燃气除具有生物质燃料的一般特点外,还具有以下优点:
▲ 环保清洁型气体燃料;
▲ 燃烧特性好,燃尽率高;
▲ 含硫量极低,仅为燃料油的1/20左右,不用采取任何脱硫措施即可达到环保要求;
▲ 含氮量极低,燃烧时不用采取任何脱硝措施即可达到环保要求;
▲ 含灰分低;
▲“0”排放:生物质燃烧排放的CO2与其在生长过程中吸收的CO2相同,且替代了化石能源,减少了净排放,根据《京都议定书》机制,生物质燃料CO2为生态“0”排放。
3、生物质燃气(生物质气化气)的热值、主要成分、燃烧产物
1)生物质燃气的热值:一般为5~8MJ/m3
2)生物质燃气的成分:其主要可燃成份为CO、H2和CH4和一些C2H4高分子碳氢化合物及少量焦油。
3)生物质燃气的燃烧产物:生物质气体燃料是一种可再生的环保清洁型能源,硫含量很低,主要燃烧产物为CO2、H2O、N2。
4、生物质气化炉及生物质燃气的应用
生物质燃气,即将生物质原料在生物质气化炉中通过高温气化,转化为生物质可燃气,替代燃料油或天然气应用于钢铁窑炉、玻璃窑炉、陶瓷窑炉。
生物质燃气的品质和现在工业用的煤转气(水煤气)基本相当,但含尘量和焦油含量更低、更环保。
生物质燃气是一种非常清洁的生活和工业燃料,未经净化的生物质气体燃料可以直接通过管道输送应用到扎钢加热炉、炼铜反射炉、坩锅炉、工业锅炉及 水泥回转炉和耐火材料隧道窑等燃料品质要求较低的工业窑炉上;经过除尘除焦等净化工序后,其应用范围可推广到陶瓷窑炉、玻璃窑炉、热风炉和电厂等燃料品质 要求较高的工业窑炉上。
5、生物质气化炉的经济分析:
利用生物质气化炉产生的燃气替代燃料油或天然气应用于工业锅炉(热水锅炉、导热油锅炉、蒸汽锅炉)和钢铁窑炉、玻璃窑炉、陶瓷窑炉等一些工业窑炉,立马省70%以上!以下以四种不同的生物质燃料做为比较:
3.1-3.7公斤秸秆产生的生物质燃气的热量相当于1立方天然气的热量,
3.5-4.1公斤秸秆产生的生物质燃气的热量相当于1升柴油。
3.1-3.7公斤稻壳产生的生物质燃气的热量相当于1立方天然气的热量,
3.5-4.1公斤稻壳产生的生物质燃气的热量相当于1升柴油。
2.5-3公斤木屑及废木料产生的生物质燃气的热量相当于1立方天然气的热量,
2.8-3.3公斤稻壳产生的生物质燃气的热量相当于1升柴油。
2.5-3公斤木屑颗粒产生的生物质燃气的热量相当于1立方天然气的热量,
2.8-3.3公斤木屑颗粒产生的生物质燃气的热量相当于1升柴油。
绿威生物-达万喜节能|简介
——提供专业的生物质能源综合解决方案!
经营的产品:生物质成型颗粒(压块)燃料、生物质气化炉、生物质气燃机、生物质燃烧机、生物质热风炉、生物质热水炉、生物质锅炉等等;
经营的项目:生物质燃烧技术服务、热能的生物质改造、节能方案策划、合同能源管理。
http://hi.baidu.com/tsjn
秸杆气化炉又叫秸杆气化炉,秸杆制气炉,环保节能气化炉,秸杆制气炉,秸杆汽化炉,家用秸杆气化炉,环保节能汽化炉!
1、什么叫做秸秆燃气?
秸秆燃气,是利用生物质通过密闭缺氧,采用于溜热解法及热化学氧化法后产生的一种可燃气体,这种气体是一种混合燃气,含有一氧化碳、氢气、甲烷、等,亦称生物质气。
2、秸秆燃气中含有哪些燃气组分?
根据北京市燃气及燃气用具产品质量监督检验站,2000年10月25日,秸秆燃气检验报告得知:秸秆燃气含量15.27%,氧3.12%、氮 56.22%,甲烷1.57%,丙烷0.03%,丙烯0.05%,合计100%。
3、秸秆燃气的开发前景怎样?
2003年,“太阳能”杂志第一期《我国植物生物质能源开发展望》一文中已做预测,摘录如下:
植物生物质能源是一个巨大的太阳能仓库,是重要的“绿色能源”之一,可以讲开发利用植物生物质能源,就是开发利用太阳能。植物生物质能源可以再生,取之不尽,取之不竭。因此,根据我国国情和当今国际社会“新思维、新料学、新技术”的发展态势,发展的植物生物质为原料的绿色能源转化技术,符合本世纪发展的主题——社会可持续发展。
据报道,我国能源专家对本世纪上半叶我国植物生物质能源的发展进行了3个阶段的科学预测:第一阶段(2001-2010),植物生物质能源的生产能基本得到满足,基本解决我国农村生活用能,生态环境的破坏能得到有效地控制,基本遏制因直接燃烧植物生物质和废弃植物生物质而引起的生态环境恶化的趋势;第二阶段:(2011-2030),我国农村植物生物质能源综合建设达到社会化,农用植物生物质能方式多维、多元化,生产,生活用能得到满足,植物生物质绿色能源转化技术得到普遍推广和应用,我用生态环境建设开始走上良性循环的轨道;第三阶段:(2031-2050),建立起我国多能互补,结构合理,安全可靠的植物生物质能源生产供应体系,并形成规模,乡镇企业因能源高效化,农民因能源优质化。基本建立起适应可持续发展的良性循环的生态环境系统工程,增强我国植物生物质能源综合建设的可持续发展能力。
我国著名科学家,中科院院士朱清时教授讲,目前我国能源战略迫切需要研究用非粮食类生物质作原料生产液体类,气体类燃料。开发出拥有自主知织产权和具有推广价值的实用技术,保障我国植物生物质能源的安全开发利用和经济昌盛繁荣。
4、秸秆燃气从那里来?
农民使用秸秆燃气可以从以下两个方面,第一,靠秸秆气化工程集中供气获得。第二,可以利用生物质自己生产。
秸秆气化工程,一般为国家,集体个人三方投资共建,一个村(指农户居住集中的村)的气化工程大约需50-80万,在我国目前大约有200多个村级秸秆气化工程。
农民自产自用的秸秆燃气,主要靠家用制气炉进行生物质转化,投资不大,小则300余元,多则700余元。
5、秸秆燃气生产技术原理?
植物生物质(包括据木、木柴,野草,松针树叶,作物秸秆,牛羊畜粪,食用菌渣)中的碳元素质量分数约为40%,其次为氢、氮、氧、镁、硅、磷、钾、钙等元素。植物秸秆的有机成分以纤维素,半纤维素为主,质量分数为50%。这些生物质原料,在缺氧条件下加热,使之发生复杂的热化学反应的能量转化过程。此过程实质是植质中的碳、氢、氧等元素的原子,在反应条件下按照化学键的成键原理,变成一氧化碳、甲烷、氢气等,可燃性气体的分子。这样植物生物质中的大部分能量就转移到这些气体中。基本反应包括:
C+O2=CO2 2C+O2=2CO
2H2O+C=CO2+2H2 2CO+O2=2CO2
H2O+CO=CO2+H2 CO2+C=2CO
CH4+CO2=2CO+2H2 C+2H2=CH4
CO+3H2=CH4+H2O 2H2+O2=2H2O
上述生物质的气化过程的实现是通过气化反应装置(即制气炉)完成的。
6、秸秆燃气生产的工作原理?
制气炉具有生物质原料造气,燃气净化,自动分离的功能。当燃料投入炉膛内燃烧产生大量CO和H2时,燃气自动导入分离系统执行脱焦油、脱烟尘,脱水蒸气的净化程序,从而产生优质燃气,燃气通过管道输送到燃气灶、点燃(亦可电子打火)使用。
7、气化炉的分类有哪些?
秸秆气化炉,亦称生物质气化炉,制气炉,燃气发生装置等,在气化炉当中,分直燃(半气化)式和导气(制气)式气化炉。其中导气式气化炉中又分上吸式、下吸式、流化床气化炉。直燃式与导气式气化炉在广告词中,不少读者极易被误导。直燃式气化炉是适用二次进风产生二气化燃烧,而导气式气化炉是运用热化学反应原理产生可燃气体燃烧。
8、秸秆燃气生产技术发展方向?
用生物质替代煤,天然气和重油等化石燃烧来制备合成为甲醇,汽油,或柴油等液体燃料而用于交通工具,这样即可以满足人类对液体燃料日益增长的需求,同时又可有效减轻由于大量使用化石燃料给环境带来的污染。
采用热化学氧化方法有两个技术途径可以将生物质制备成合成气:
①直接将生物质气化后制成合成气。工艺统程如图所示:
生物质
热解气化
合成液化
此方法的难度是合成气工厂的生物质原料运输供应困难。
②先将生物质热解液化成生物油,然后再将生物油气化制成合成气。工艺统程如图所示:
生物质
热解气化
热解成生物油
合成液化
这种方法是在合成工厂周边建立若干个生物质液化工厂,然后再将液化所得的生物油运输到合成气工厂集中气化,这种方法将是今后秸秆燃气发展的方向。
9、制气化的技术参数与环保指标。
(1)、技术指标参数
炉 体 园筒式(箱) 风机 30-60W
气化效率 57.6%-76.2% 炉膛装料量 4-5kg
燃烧耗料 1.84kg/时 产气速度 3-5分钟
产 气 量 单位时间产气量 2.74m3/时
产 气 量 单位物料产气量 1.48-2.2m3/kg
热 值 物料低位热值 1804KJ/kg
热 值 燃气低位热值 7013KJ/kg
(2)环保参数
项 目 检测值 国家标准值
烟尘排放浓度 28-39mg/Nm3 120mg/Nm3
烟尘平均排放速度 0.009kg/N 0.096kg/N
SO2排放浓度 10-14m/N3/m3 550mg/Nm3
SO2排放速度 0.003kg/N 0.739kg/N
氮氧化物排放浓度 30-38mg/Nm3 240mg/Nm3
氮氧化物平均热排放速度 0.008kg/N 0.219kg/N
林格曼浓度 0.5级 1级
二、生产设备
11、集中供气(秸秆燃气)采用的什么设备?
集中供气一般采用的气化机组。如中国林业科学研究院,林产化学工业研究所生产的“生物质气化装置”为FB300-FB1500型内循环锥型流化床气化炉。还有辽宁省能源研究所可提供不同系列,型号的气化工程设备。集中供气系统供气户数为50-1000户。
12、家庭造气需要什么设备?
家庭造气一般采用制气炉,制气炉一般有上吸式、下吸式两种,还有土法建造的。
13、小作坊手工生产制气炉需要什么设备?
手工生产制气炉,只需要一台8-10千W单相电焊机、切割机、手砂轮(即磨光机),手电钻各一把,手工生产的制气炉,最大缺限是不易维修。其次是产品粗糙,使用寿命短。
14、制气炉规摸生产采用的什么设备?
规摸生产制气炉设备需切板机、卷管机、车床、电焊机、氧割器、钻床、砂轮机、喷漆机、切割机。
15、组装型制气炉需要那些设备?
组装型制气炉配件,主要由铸造式部压来完成,因此,它的设备投资:
①一个铸造厂(或车间)
②冲床、切板机、卷管机、车床、钻床、焊机、氧割器,砂轮机、磨光机、喷漆机、切割机。
16、产品组装需要什么设备?
制气炉配件组装,只需一把手电钻和手砂轮即可。产品喷漆出厂如不手工刷漆则需一台喷气机。
17、生物质原料粗加工需要什么设备?
生物中的秸秆料切碎,可用手工切刀,树枝及木块(棒)需用木材切片机。目前,食用前生产中的专用切片机是比较理想的。
18、燃料粉碎需要什么设备?
用于制气炉的燃料,如不是制做气化专用燃料及颗粒燃料,均不需粉碎过细。
粉碎机有秸秆粉碎机,木材(片)粉碎机。
19、生物质颗粒燃料需要什么设备?
将木材、秸秆类原料粉碎后,在一定的温度范围内通过高压条件制作而成,因此,这种机械叫做颗粒成型机,江苏南京“中国林业科学研究院林产化学工业研究所”有售。
20、气化燃料需要那些设备?
气化燃料是通过振荡或挤压成型的,故设备需要原料粉碎机、搅拌机、振荡或挤压成型机。
三、生产技术
21、第一代上吸式秸秆气化炉生产技术怎样?
第一代气化炉
这种炉,当初在北京多家能源公司进行技术转让,转让费达0.98-2.2万元,尽管接产者无一人产品走向市场,但它推动了制气炉科研进程。
该炉是根据热化学氧化反应及高温裂裂转化原理而设计为上吸式气化炉。结构复杂,不规则部件多,制做相当困难,全电焊工制做,每台成本300元以上。
其制做技术,由于产品陶态,故损去介绍,但通过割面图完全可以看清。
22、第一代产品主要缺陷在那里? (如我厂的A型-1产品)
该产品,具有演亦性,没有实用性。使用该炉,必须具备燃料干度和粒度,如果是车木厂的下脚料——碎木屑,并且比较干燥,那么,基本上可以使用,但时间并不长,一般30-60分,操作不当,极易出现时燃时断现象。若改为据木厂的木屑,可就不行了。因此,技术转让时,转让方会以种种借口转移视线,不会让你本人亲自操作和燃烧时间的检测。这就是产品具有演示性,没有实用性的道理,也是产品没有走向市场的缘故。
该炉没有实用性的主要原因,是造气关健技术未解决,而气化炉的关健技术在于科学供氧,稳压,而炉体下半部的科学结构直接关系到合理供氧与稳压的关系,除此以外,复杂的结构是多余的,为接产人员制做增加了难度,提高了成本。
这种结构,即解决了关健技术部分,它仍然有两个致命因素,第一,不适合机械化批量生产,第二,不易维修,一旦出现气道堵塞或炉膛内胆损坏,没有氧割设备及专业工人不能维修。
23、第二代制气炉产品生产技术。(如我厂的A型-2产品)
第二代气化炉生产技术,实际上只在原一代产品基础上去掉了复杂的结构部分(故称为第二代),而没有真正解决科学供氧与稳压的关系,所以产品使用效果几乎区别不大。(如炉内燃烧后的灰分几呼是碳)。这种制做技术,除少部分利用铁扳试制样品外,且大多以旧油捅土法制做方式推广此技术。成本造价约300余元(其中100多元为材料费)。
这种炉即使能达到使用标准,它也不适应市场需要,因为没有商品价值,何况技术改造未有创新,使用效果未改变,
24、第三代制气炉生产技术: (如我厂的B型-1产品)
第三代制气炉是根据热化学氧化反应及高温裂解反应原理设计而成,产品具有双重功能。即使用粉碎料及颗粒料,通过高温裂解可制造出优质燃气(蓝色火焰),使用纯木柴小块(长10公分左右),经热化学氧化反映制造出优质燃气(紫红色火焰)。
25、第三代制气炉具有完全不同于原代产品的那些特点?
①产品结构:组装型,为批量机械化生产,产品精度高。
②使用效果:每加料1.5-2公斤,可以持续使用燃气90-180分钟,途中不断气。
③双重功能:使用粉碎料、颗粒料,气化燃料,能高温裂解制造出高能燃气(火焰为蓝色)。使用纯木柴、秸秆(切成10分左右),经热化学氧化后制造出燃气(紫红色火焰)。
④粘接材料:炉体连接处焊接率下降100%,整个炉体无焊接,采用化工原料配方,粘接后高温不开裂、不老化、不脱落、易拆除。
⑤产品轻便:每台炉重46公斤左右,高90公分,直径45公分。
⑥使用寿命:使用寿命10年以上。
26、第三代制气炉技术创新优势在那里?
1炉体结构:产品组装型(组装件是由铸造浇制或铁板冲压一次成型),产品连接处采用特殊的粘接材料粘接。其优点:
a、可以实行机械化批量生产,提高生产效率和产品档次。
b、有利于清除气道烟尘和焦油,同时便于用户自己保养与维修。
2关键技术:制气炉的主要功能是造气,如果造气达不到使用要求,则为技术不过关,也就是说关键技术未突破,原代产品产气不长,不稳,主要是燃料得不到充分氧化,CO2不能很好的被还原而出现冒烟,燃烧时间短并出现时燃时断的现象。
第三代制气炉具有热化学氧化反应,高温裂解转化双重功能,粗料、粉碎料均可使用纯木柴同样可以造气,每次加料1.5-2公斤,能持续使用燃气90-180分钟。
3密封盖(即炉盖):原代产品密封盖极易漏烟和漏气,漏气时焦油随气体流入炉体外表,造成二次污染。而第三代制气炉,封盖只要1秒钟,长期使用均能达到绝对密封。
27、怎样识别,挑选第三代制气炉?
前段时期,有用户反映,说我们的产品不是组装型,有的反映连接处部位漏气,。为方便用户识别,提出以下几点供参考:
①推测使用效果,连续使用,能否达到90-180分钟。
②看是不是组装型,铸造件。
③连接处粘接材料有无开裂和漏气现象。
④其它部分可根据第三代制气户特点去检验。
28、怎样确认制气炉产品(广告)真实性、实用性?
在经济信息时代,广告信息不可不信,但也不可全信。这就看你如何去分辨信息的真伪。我们收到很多来信来电的顾客说,现在,制气炉广告很多,不知那一家的真实,就此问题:我们向咨询者提供以下识别伪真方法供参考:
①购买制气炉的目的,就是要制造燃气和使用燃气,如果这个炉能够满足你使用燃气要求,那么,这个制气炉就是具有实用性。检测方法很简单,就是你亲自去加料操作,使用按照其资料宣传效果去测试,(如第三代制气炉介绍可持续使用90-180分钟)能达到介绍的时间,方可确认。
②如果厂方拒绝测试或以某种借口转移话题,说明产品有缺陷。
③有很多广告称,“如有虚假”,“技术失真”,“与宣传条款不符”等补偿损失的承诺,以制气炉广告为例,剖折这些承诺:“如有虚假技术失真”第一、二代制气炉的技术和产品,及演示效果,难道有虚假吗了,肯定没有,当你接产后,觉到受骗上当了的时候,你认为广告是假的,其实不然。因为,他的承诺,没有承诺实质性问题即“实用性,可操作性”。每加料1.5-2公斤可持续使用燃气90-180分钟,如来人亲自操作,检测达不到宣传效果,负责来人往返旅车费或索赔万元损失费”,产品如真的达不到这种效果,可以说没有人这样承诺。
“如与宣传条款不符”,——在他广告条款里不可能有产品质量、保证连续产气时间等方面的承诺。
四、造气燃料
29、木屑、竹屑、刨花
木屑——为据木加工厂的下脚料,成粉状,车木加工厂的下脚料为碎屑,成块、粒状。
竹屑——为竹制品下脚料,为块、片、粒、粉状。
刨花——为家具厂,木地板砖厂的下脚料,为卷叶状。
使用提示,带据机据下的木屑为粉状,密度大,单独使用,风机要来用80W,否则,产气受阻,若加入20%刨花或稻壳是比较理想的造气燃料,车木厂的碎屑和竹制品厂的竹屑,单独使用也是优质的。而刨花则需与粉、块料混用。单独使用,要减少进风量(40W风机)。
30、菌渣废弃物。
菌渣废弃物——包括生产食用菌过程中菌袋被感染杂菌, 霉烂而弃出的原料,其次是食用菌出菇结束后的基料,这些料只要自然凉干或晒干就可用于制造燃气。
31、玉米芯、秸秆
玉米芯,玉米秸秆是一种优质造气原料,使用方法:直接使用玉米芯或切碎的玉米秆,产气呈紫红色火焰。如粉碎成粒状或与粉碎料混用,产气呈蓝色火焰。
32、稻草、稻壳
稻草,为稻谷收割时副主物,含灰分14%,是秸秆中含灰分量最高的一个品种,单独使用,可造气,但燃气质量差,建议一般不单独使用,混合使用比例不宜太大。这种料最好作为气化燃料的配料。
稻壳,是稻谷加工大米后的产物,呈颗粒状,是一种很好的造气燃料,但进风量要控制。
33、豆秸
豆秸一般有大豆、绿豆、花生苗等,这类秸秆通过切碎或粉碎后是一种优质造气燃料,含灰分少,约2-4%。
34、野草
比较柔软的野草可与木柴混用,亦可与粉碎料混用,单独使用达不到造气所需要的密度。
35、木柴
木柴切成5-10公分单独使用,呈紫红色火焰,如加入粉粒料后则为蓝火焰。木柴含灰分量最低,只有2%,因此,十天半月才需要出灰
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一、生物质热解综合技术
该项技术是生物质在反应器中完全缺氧或只提供有限氧和不加催化剂条件下,高温分解为生物炭、生物油和可燃气的热化学反应过程。可热解的生物质非常广泛,农业、林业和加工时废弃的有机物,都可以作为热解的原料。生物质热解后,其能量的80%-90%转化为较高品位的燃料,有很高的商业价值。农业、林业废弃生物质热解产生的固体和液体燃料燃烧时不冒黑烟,废气中含硫量低,燃烧残余物很少,减少了对环境的污染。分选后的城市垃圾和废水处理生成的污泥经热解后,体积大为缩小,臭味、化学污染和病原菌被除去在消除公害的同时,获得了能源。
热裂解工艺有以下3种类型。
1、慢速热解(烧炭法):主要用于烧木炭业。将木材放在种型式的窑内,在隔绝空气的情况下,加热烧成木炭。一个操作期一般要几天,可得到原料重量30%-35%的木炭,烧木炭法也称木材干馏或碳化。低温干馏的加热温度为50 0-580℃,中温干馏温度为660-750℃,高温干馏温度为900-1100℃。
2、常规热解:是将生物质原料通过常规热解的装置,一般要经过几个小时的热解,可得到原料重量20%-25%的生物炭、10%-20%的生物油。
3、快速热解:是将磨细的生物质原料在快速热解装置中进行,过程经历的时间很短,只有几秒钟,热解产物中生物油的比率明显提高,一般可以达到原料重量的40%-60%,快速热解过程需要的热量以热解产生的部分气体为热源供应。
另外,国内外正在研究“闪激加热”热解气化技术,加热速率越高,热解所获得的气态和液态的燃料产品率越高。
热解所用原料和工艺不同,所得生物炭、生物油和燃料气3种产品的比率及其热值也有差异。
二、生物质液化技术
该技术是以生物质为原料,制取液体燃料的工艺。将生物质转化为液体燃料使用,是有效利用生物质能的最佳途径。其转换方法可分为热化法、生化法、机械法和化学法。生物质液化的主要产品是醇类和生物柴油。
醇类是含氧的碳氢化合物,其分子式为R-OH,其中R表示烷基。常用是甲醇和乙醇。甲醇可用木质纤维素经蒸馏获得,亦可将生物质气化产物一氧化碳与氢经催化反应合成。生产甲醇的原料比较便宜,但设备投资较大。乙醇可由生物质热解产物乙炔与乙烯合成制取,但能耗太高,采用生物质经糖化发酵制取方法较经济可行。一般情况下,乙醇生产成本的60%以上为原料所占。因此选用廉价原料对降低乙醇成本很重要。制取乙醇的原料主要有两类,一类是本质纤维原料,另一类是含糖丰富的植物原料,也可选用农业废弃物,如高梁秸、玉米秸、制糖废渣等。
乙醇作为燃料使用已有很久的历史,1900年英国就出现了以乙醇为燃料的内燃机。70年代以来的能源危机使乙醇燃料又得到发展,据统计,世界上有上千万辆汽车用汽油混合乙醇为燃料。
生物柴油是动植物油脂加定量的醇,在催化剂作用下经化学反应,生成性质近似柴油的酯化燃料。生物柴油可代替柴油直接用于柴油发动机上,也可与柴油掺混使用。生物质液体燃料的可再生性和低污染性使期成为良好的替代能源,作为动力燃料和发电能源有持久的生命力,但目前仍受到石油市场的左右。
巴西利用甘蔗大规模生产乙醇作汽车燃料,以替代进口石油,节约外汇。僵已建有480多家加工厂,年产乙醇127亿升,乙醇汽车累计量达530多万辆。美国利用玉米、马铃薯等生产乙醇,以1:10的比例渗入汽油作汽车燃料,1993年有39个工厂,年产11亿加仑乙醇,每吨玉米可产40加仑乙醇。
三、生物质气化技术
世界上研究应用生物质气化技术发展较快,主要有热解气化技术和厌氧发酵生产沼气技术等。
1、热解气化技术。国外以不同种类的生物质为原料,大都采用压力燃烧气化技术以驱动燃气轮机,还有发生炉煤气甲烷化,流化床气化炉或固定床气化炉热解气化等技术。美国、日本、加拿大、瑞典等国的气化技术已能大规模生产水煤气。
2、厌氧发酵生产沼气,是有机物在厌氧条件下被微生物分解发酵生成一种可燃性气体——沼气,又称生物气。其主要成分是甲烷,含量占60%左右。每立方米沼气的热值相当于1公斤煤的热量。
沼气是1776年由意大利物理学家A??沃尔塔在沼泽发现的。1781年法国人L?穆拉根据沼气产生的原理,将简易沉淀池改造成世界上第一个沼气发生器。但是,资本主义国家在发展工业化、城市化过程中,走了一条“先污染后治理”的路子,对沼气并未引起重视,直至20世纪七八十年代,才越来越引起世界各国的重视。不论是研究、开发、利用厌氧消化技术和大型沼气工程处理城市、工业污泥和垃圾,既治理了污染,又获得了能源。
四、生物质发电技术
1、生物质发电。对于以生物质资源为原料进行发电,工业发达国家已有成熟的技术设备,并形成一定的生产规模。美国采用这种生物质能转型优化方式有三种技术的支持:一是能源林生产技术,包括种子选型、培育和种植。美国利用退耕或轮作的土地种植能源作物,包括树和草,因为这类土地种树或草只需要很少的化肥、农药和管理费用,有利于改良土壤结构,保护水土资源,改善生态环境。二是有专用的加工设备,包括秸秆打捆机、粉碎机、木材削片、整树粉碎等设备和专用的运输工具等。三是生产设备,主要是燃烧炉、蒸汽发电装置等。而毛里求斯、哥斯达黎加等国则大量使用蔗渣发电。
1998年12月英国首座利用特殊培育的柳树为燃料的发电厂在西约克郡奠基。这座新型发电厂使用的主要燃料是生长速度很快的矮柳。该柳树3-4年便可成材。柳树的种植和采伐将使用轮作方式,采伐后立即种植,保证电厂能获得持续的燃料供应。除了柳树外,电厂还可使用农业和渔业废物作为燃料。
2、垃圾发电。随着城市化和食品、医药等工业的发展,城市垃圾迅速增加,许多城市面临着垃圾围城的困扰,大量垃圾堆放占用土地、污染环境。而卫生掩埋、焚化、就也燃烧、堆肥、填低洼地及任意倾弃,衍生出二次污染,危害生态环境和人们的健忘。随着科学技术进步,现代垃圾中被认定为可回收的成分越来越多,因而发达国家,加强了利用垃圾发电的技术研究、开发与应用。