【廣告】
生物質氣化按照使用的氣化器類型不同分為固定床氣化和流化床氣化兩種。氣流床氣化對于入爐顆粒粒度要求細(一般要求小于0.4mm),對于生物質而言,要滿足氣流床的氣化的粒度要求還有許多技術及經濟難題需要解決。
2.1生物質固定床氣化爐
固定床是一種傳統的氣化反應器,其運行溫度一般在1000C左右。固定床氣化爐分為逆流式(Counter~current)、并流式(Concurrent)。如圖1、2所示。逆流式氣化爐是指氣化原料與氣化介質在床中的流動方向相反。而并流式氣化爐是指氣化原料與氣化介質在床中的流動方向相同這兩種氣化爐按照氣化介質的流動方向不同又分別稱為上氣式、下氣式氣化爐。其氣化的基本原理:利用氧和生物質的一部分燃燒,為熱分解及還原反應提供熱量,從而使固體生物質轉化為氣體燃料。下面對上氣式固定床生物質氣化爐的運行工藝作簡單介紹。
能量利用和轉換
固定床中由于床內溫度不均勻,導致熱交換效果較流化床差,但由于固體在床中停留時間長,故碳轉換,一般達90%~99%。流化床由于出爐燃氣中固體顆粒較多,造成不完全燃燒損失,碳轉換效率一般只有90%。兩者都具有較高熱效率。
環(huán)境效益
固定床燃氣飛灰含量低,而流化床燃氣飛灰含量高。其原因是固定床中溫度可高于灰熔點,從而使灰熔化成液態(tài),從爐底排出;而流化床中溫度低于灰熔點(否則熔成結渣,無法正常運行),飛灰被出氣帶出一部分。所以流化床對環(huán)境影響比固定床大,在實際設計中必須對燃氣進行除塵凈化處理。一些發(fā)展中國家,隨著經濟發(fā)展也逐步重視生物質的開發(fā)利用,增加生物質能的生產,擴大其應用范圍,提高其利用效率。
生物質氣化爐的制作工藝
生物質氣化爐的制作工藝一般分為上吸式和下吸式兩種,簡單來說上吸式氣化爐,就是原料從上入料口投入,經過上述幾個步驟后生成可燃性氣體,后在底部用風機強制送風,在氣化發(fā)生器上部輸出燃氣,由于下吸式固定床氣化過程中可以二次裂解焦油,可有效地降低產物中焦油的含量。因此目前應用的工藝以下吸式固定床式發(fā)生器為主。運行過程中,固定床床內溫度不均勻,固體在床內停留時間過長,而氣體停留時間較短,壓力降較低。