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生物質(zhì)氣化是指生物質(zhì)由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)的一種變化,這種變化是混合變化既有物理變化也有化學(xué)變化。通過氣化,我們可以將干燥的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為清潔的氣體燃料,在目前環(huán)保的大趨勢下得到很多客戶的追捧。主要是很多地方都在限制煤的燃燒,不允許燒煤,只能燒氣了。 而生物質(zhì)氣化,正是符合環(huán)保的要求的,中國是一個農(nóng)業(yè)大國,每年有大量的農(nóng)業(yè)廢棄物,秸稈,玉米桿,稻殼,麥秸,椰殼,花生殼,木材邊角料,木屑,鋸末, 樹皮,小木塊等等,還有一些廢舊建筑模板,都可以通過生物質(zhì)氣化爐轉(zhuǎn)廢為寶。(4)與歐美國家相比,目前我國生物質(zhì)氣化還是以中、小規(guī)模和固定床、低熱值氣化為主,依靠小型多用途的方式來滿足市場需求,氣化技術(shù)的開發(fā)立足于解決農(nóng)村能源與環(huán)境問題,以關(guān)注能源的效益為主,兼顧環(huán)境問題。轉(zhuǎn)化的氣體,既可以家用燃?xì)猓部梢怨┙o大小型鍋爐燃燒。甚至過濾的很好的情 況下,可以供給發(fā)電機(jī)組發(fā)電。 那么生物質(zhì)氣化的原理是什么呢? 生物質(zhì)氣化分為四個過程:干燥階段,熱解階段,燃燒階段和還原階段,通過這四個階段,我們就可以讓生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為我們需要的清潔的可燃?xì)怏w,也就是木煤 氣,木煤氣的主要成分是氫氣和co,主要是通過不完全燃燒獲得的。雖然氣化過程分為四個階段,這四個階段并沒有很清晰的界限,甚至幾個過程會同時發(fā)生 的。需要注意的是,第二個階段,也就是熱解階段,熱解是生物質(zhì)在熱源的作用下,在缺氧的條件下使木材或者生物質(zhì)分解成木炭和各種液氣混合物,這是熱解階 段.第四個階段才是木煤氣的產(chǎn)生階段,這個階段的過程是化學(xué)變化和物理變化并存的,由于二氧化碳和水分通過炙熱的木炭,木炭極具活性,在高溫的條件下就產(chǎn) 生了化學(xué)反應(yīng)。二氧化碳和炭反應(yīng)產(chǎn)生可燃的co,生物質(zhì)中的水和炭產(chǎn)生反應(yīng)產(chǎn)生可燃的氫氣和co。
早在上世紀(jì)6O年代,我國就開始了生物質(zhì)氣化發(fā)電的研究,研制出了樣機(jī)并進(jìn)行了初步推廣,還曾出口到發(fā)展中國家,后因經(jīng)濟(jì)條件限制和收益不高等原因停止了這方面的研究工作。近年來,隨著鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的發(fā)展和人民生活水平的提高,一些缺電、少電地方迫切需要電能;其次是環(huán)境問題,丟棄或焚燒農(nóng)業(yè)廢棄物將造成環(huán)境污染,生物質(zhì)氣化發(fā)電可以有效地利用農(nóng)業(yè)廢棄物。氣化劑從爐底下部的送風(fēng)口進(jìn)入爐內(nèi),由爐柵縫隙均勻分布并滲入料層底部區(qū)域的灰渣層,氣化劑和灰渣進(jìn)行熱交換,氣化劑被預(yù)熱,灰渣被冷卻。所以,以農(nóng)業(yè)廢棄物為原料的生物質(zhì)氣化發(fā)電又逐漸得到人們的重視。
氧化反應(yīng)生物質(zhì)在氧化層中的主要反應(yīng)
1、氧化反應(yīng) 生物質(zhì)在氧化層中的主要反應(yīng)為氧化反應(yīng),氣化劑由爐柵的下部導(dǎo)入,經(jīng)灰渣層吸熱后進(jìn)入氧化層,在這里通過高溫的碳發(fā)生燃燒反應(yīng),生成大量的 ,同時放出熱量,溫度可達(dá)1000~1300攝氏度, 在氧化層進(jìn)行的燃燒均為放熱反應(yīng),這部分反應(yīng)熱為還原層的還原反應(yīng),物料的裂解及干燥提供了熱源。 2、還原反應(yīng)。干法凈化燃?xì)馐菫楸苊鉂穹▋艋瘞淼乃廴締栴}.采用過濾技術(shù)凈化燃?xì)獾姆椒āT谘趸瘜又猩傻?和碳與水蒸氣發(fā)生還原反應(yīng)。 3、裂解反應(yīng)區(qū)。氧化區(qū)及還原區(qū)生成的熱氣體在上行過程中經(jīng)裂解區(qū),將生物質(zhì)加熱,使在裂解區(qū)的生物質(zhì)進(jìn)行裂解反應(yīng)。 4、干燥區(qū)。經(jīng)氧化層、還原層及裂解反應(yīng)區(qū)的氣體產(chǎn)物上升至該區(qū),加熱生物質(zhì)原料,使原料中的水分蒸發(fā),吸收熱量,并降低產(chǎn)生溫度,生物質(zhì)氣化爐的出口溫度一般為100~300℃