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氣化爐性能特點秸桿氣化爐,涉及有下出灰口、冷卻夾套、水冷排結(jié)構(gòu)、爐體、快開上出灰口、進料口密封蓋構(gòu)成,秸桿氣化爐的中上部為爐體,既作為待燃燒的秸桿料的裝料倉,同時也作為燃燒室。再就是大氣式爐具是靠火焰通過對流傳熱給鍋底,但火焰與鍋底的接觸只是一瞬間,大量熱量未被利用就散發(fā)至空間,這被稱為“物理熱損失”。爐體上端中心位置設(shè)置有進料口,進料口上設(shè)置有水封的進料口密封蓋。秸桿氣化爐的中下部設(shè)置有水冷排結(jié)構(gòu),作為氣化爐的燃燒爐排。水冷排結(jié)構(gòu)以下的下爐體,設(shè)置有夾層的冷卻夾套,冷卻夾套內(nèi)的水與水冷排結(jié)構(gòu)的水相通,以水泵驅(qū)動循環(huán)。
固定床氣化爐是一種傳統(tǒng)的氣化反應(yīng)爐,其運行溫度大約為1000℃。固定床氣化爐可以分為上吸式、下吸式和橫吸式氣化爐。高熱值(HighCV)40MJ/Nm3(使用氫氣或者是氫化)。上吸式氣化爐中,生物質(zhì)原料由爐頂加入,氣化劑由爐底部進氣口加入,氣體流動的方向與燃料運動的方向相反,向下流動的生物質(zhì)原料被向動的熱氣體烘干、裂解、氣化。其主要優(yōu)點是產(chǎn)出氣在經(jīng)過裂解層和干燥層時,將其攜帶的熱量傳遞給物料,用于物料的裂解和干燥,同時降低自身的溫度,使?fàn)t子的熱效率提高,產(chǎn)出氣體含灰量少。下吸式氣化爐中,生物質(zhì)由頂部的加料口投入,氣化劑可以在頂部加入,也可以在部加入。氣化劑與物料混合向下流動。該爐的優(yōu)點是,有效層高度幾乎不變、氣候強度高、工作穩(wěn)定性好、可以隨時加料,而且氣化氣體中焦油含量較少。但是燃氣中灰塵較多,出爐溫度較高。橫吸式氣化爐中,生物質(zhì)原料由氣化爐頂部加入,氣化劑從位于爐身一定高度處進入爐內(nèi),灰分落入爐柵下部的灰室。燃氣呈水平流動,故稱作橫吸式氣化爐。該氣化爐的燃燒區(qū)溫度可達到2000℃,超過灰熔點,容易結(jié)渣。因此該爐只適用于含焦油和灰分不大于5%的燃料,如無煙煤、焦炭和木炭等。
生物質(zhì)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(zhì)而言,要滿足氣流床的氣化的粒度要求還有許多技術(shù)及經(jīng)濟難題需要解決。
2.1生物質(zhì)固定床氣化爐
固定床是一種傳統(tǒng)的氣化反應(yīng)器,其運行溫度一般在1000C左右。該爐的優(yōu)點是,有效層高度幾乎不變、氣候強度高、工作穩(wěn)定性好、可以隨時加料,而且氣化氣體中焦油含量較少。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(zhì)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(zhì)在床中的流動方向相同這兩種氣化爐按照氣化介質(zhì)的流動方向不同又分別稱為上氣式、下氣式氣化爐。下面對上氣式固定床生物質(zhì)氣化爐的運行工藝作簡單介紹。
“九五”期間進行1MWe的生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)研究,旨在開發(fā)適合中國國情的中型生物質(zhì)氣化發(fā)電技術(shù)。1MW的生物質(zhì)氣化發(fā)電系統(tǒng)已于1998年10月建成,采用一爐多機的形式,即5臺200kWe發(fā)電機組并聯(lián)工作,2000年7月通過中科院鑒定后投入小批量使用。水冷排結(jié)構(gòu)以下的下爐體,設(shè)置有夾層的冷卻夾套,冷卻夾套內(nèi)的水與水冷排結(jié)構(gòu)的水相通,以水泵驅(qū)動循環(huán)。該系統(tǒng)在很多方面比200kWe氣化發(fā)電有了改善,但由于受氣化效率與內(nèi)燃機效率的限制.簡單的氣化一內(nèi)燃機發(fā)電循環(huán)系統(tǒng)效率低于18%,單位電量的生物質(zhì)消耗量一般大于1.2kg(dry)/(kW·h)。以中科院廣州能源所為主承擔(dān)的“十五”863項目——4MWe的生物質(zhì)氣化發(fā)電裝置正處于研究開發(fā)之中。