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能量利用和轉(zhuǎn)換
固定床中由于床內(nèi)溫度不均勻,導(dǎo)致熱交換效果較流化床差,但由于固體在床中停留時(shí)間長(zhǎng),故碳轉(zhuǎn)換,一般達(dá)90%~99%。流化床由于出爐燃?xì)庵泄腆w顆粒較多,造成不完全燃燒損失,碳轉(zhuǎn)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?xì)怙w灰含量低,而流化床燃?xì)怙w灰含量高。固定床氣化爐分為逆流式(Counter~current)、并流式(Concurrent)。其原因是固定床中溫度可高于灰熔點(diǎn),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(diǎn)(否則熔成結(jié)渣,無法正常運(yùn)行),飛灰被出氣帶出一部分。所以流化床對(duì)環(huán)境影響比固定床大,在實(shí)際設(shè)計(jì)中必須對(duì)燃?xì)膺M(jìn)行除塵凈化處理。
在生物質(zhì)氣化過程中,由于氣化溫度較低,致使氣化過程中產(chǎn)生的氣體的焦油含量大,且其成分非常復(fù)雜。其生物質(zhì)氣化裝置均為流化床氣化爐,使用氧氣或者水蒸氣作氣化劑,產(chǎn)出中熱值燃?xì)???梢苑治龀鰜淼某煞钟?00多種,主要組分不少于2O種,其中組分含量大于5%的有7種:ben、甲ben、二甲ben、萘、ben乙烯、酚和茚。焦油在低于200C的溫度下易凝結(jié)成液體。一般而言,溫度升高,焦油可發(fā)生高溫裂解生成不可再凝的小分子碳?xì)浠衔?。Corella等在研究中發(fā)現(xiàn):燃?xì)庵械慕褂秃侩S著溫度升高而減少,并認(rèn)為這主要是由于溫度升高有利于焦油發(fā)生以下裂解反應(yīng)以及水蒸氣轉(zhuǎn)化反應(yīng)
生物質(zhì)氣化產(chǎn)生的焦油的數(shù)量與反應(yīng)溫度、加熱速率及燃?xì)庠诜磻?yīng)器內(nèi)的停留時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)。采用無焦油設(shè)計(jì)方案,清潔衛(wèi)生,使用過程中不會(huì)因焦油而堵塞灶具。實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn):焦油的產(chǎn)量隨著溫度的增加而達(dá)到一個(gè)da值(在500℃左右時(shí),焦油產(chǎn)量gao),之后隨著氣化反應(yīng)溫度的升高,焦油發(fā)生熱裂解,其數(shù)量隨之減少。這是由于在較低的溫度下,焦油的析出速率大于焦油的裂解速率,當(dāng)溫度升高時(shí).焦油的析出速率和裂解速率都有所增加,但對(duì)后者的影響程度明顯大于前者,從而出現(xiàn)了上述現(xiàn)象。給出了不同氣化反應(yīng)溫度下的焦油生成量。