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生物質(zhì)氣化采用的技術(shù)路線種類繁多,可從不同的角度對其進(jìn)行分類。根據(jù)燃?xì)馍a(chǎn)機(jī)理可分為熱解氣化和反應(yīng)性氣化,其中后者又可根據(jù)反應(yīng)氣氛的不同細(xì)分為空氣氣化、水蒸氣氣化、氧氣氣化、氫氣及其這些氣體的混合物的氣化。根據(jù)采用的氣化反應(yīng)器的不同又可分為固定床氣化、流化床氣化和氣流床氣化。另外,還可以根據(jù)氣化規(guī)模的大小、氣化反應(yīng)壓力的不同對氣化技術(shù)進(jìn)行分類。在氣化過程中使用不同的氣化劑、采取不同的運行方法以及過程運行條件,可以得到三種不同質(zhì)量的氣化產(chǎn)品氣。三種類型的氣化產(chǎn)品氣有著不同的熱值(CV):低熱值(LowCV)4~6MJ/Nm3(使用空氣和蒸汽/空氣);中熱值(MediumCV)l2~18MJ/Nm3(使用氧氣和蒸汽);這種方式有以下缺點:含焦油的廢水外排易造成環(huán)境污染I大量焦油不能利用.造成能源損失。高熱值(HighCV)40MJ/Nm3(使用氫氣或者是氫化)。
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(xì)(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(jì)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。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。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。
經(jīng)濟(jì)性
在設(shè)計制造方面。由于流化床的結(jié)構(gòu)較固定床復(fù)雜.故投資多于后者。但在運行方面,固定床對原料要求較高,流化床對原料要求不高,故固定床運行投資高于流化床。固定床氣化爐內(nèi)溫度分布較寬,這可能產(chǎn)生床內(nèi)局部高溫而使灰熔聚,并存在比容量低、啟動時間長以及大型化較困難等問題;超導(dǎo)供暖型氣化爐及鍋爐工程技術(shù)秸稈供暖氣化爐是本公司在紅外線氣化爐基礎(chǔ)上針對我國北方地區(qū)開發(fā)的新產(chǎn)品。流化床具有氣化強(qiáng)度大、綜合經(jīng)濟(jì)性好的特點。綜合考慮設(shè)計和運行過程,流化床比固定床具有更大的經(jīng)濟(jì)性,應(yīng)該成為我國今后生物質(zhì)氣化研究的主要方向。