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生物質氣化是指生物質由固態(tài)轉變?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變化。通過氣化,我們可以將干燥的有機物轉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。 而生物質氣化,正是符合環(huán)保的要求的,中國是一個農業(yè)大國,每年有大量的農業(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,都可以通過生物質氣化爐轉廢為寶。水冷排結構以下的下爐體,設置有夾層的冷卻夾套,冷卻夾套內的水與水冷排結構的水相通,以水泵驅動循環(huán)。轉化的氣體,既可以家用燃氣,也可以供給大小型鍋爐燃燒。甚至過濾的很好的情 況下,可以供給發(fā)電機組發(fā)電。 那么生物質氣化的原理是什么呢? 生物質氣化分為四個過程: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轉化為我們需要的清潔的可燃氣體,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,熱解是生物質在熱源的作用下,在缺氧的條件下使木材或者生物質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生階段,這個階段的過程是化學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 生了化學反應。二氧化碳和炭反應產生可燃的co,生物質中的水和炭產生反應產生可燃的氫氣和co。
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。其生物質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,產出中熱值燃氣。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。
裂解凈化技術是將生物質的燃氣中焦油利用某種方法使其裂解為可利用的小分子可燃氣體。其方法細分為熱裂解、催化裂解及電裂解。(2)對固定床、流化床兩種常用的生物質氣化爐進行了介紹,并對兩種氣化爐的各自特性及其性能進行了分析。熱裂解法在1100℃以上才能得到較高的轉換效率.在實際應用中實現(xiàn)較困難;若在氣化過程中加入裂解催化劑,即使在750~900℃溫度下,也能將絕大部分焦油裂解成小分子的碳氫化合物。催化裂解法可將焦油轉化為可燃氣,既提高系統(tǒng)能源利用率,又徹底減少二次污染。從20世紀80年代起,生物質氣化過程中加入催化劑而得到無焦油燃氣在國外已引起廣泛關注.并已投入商業(yè)運行。