生物質(zhì)氣化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)-wenkub
2023-04-19 23:45:20 本頁(yè)面
【正文】 甲醇或提煉得到氫氣。1 生物質(zhì)氣化技術(shù) 生物質(zhì)氣化簡(jiǎn)介生物質(zhì)氣化是指固態(tài)生物質(zhì)原料在高溫下部分氧化的轉(zhuǎn)化過(guò)程。亟待解決的問(wèn)題.關(guān)鍵詞：生物質(zhì)；氣化；應(yīng)用現(xiàn)狀；發(fā)展趨勢(shì)；流化床；雙流化床生物質(zhì)是指通過(guò)光合作用而形成的各種有機(jī)體，包括所有的動(dòng)植物和微生物。生物質(zhì)能是太陽(yáng)能以化學(xué)能形式儲(chǔ)存在生物質(zhì)中的能量形式，以生物質(zhì)為載體的能量。該過(guò)程直接向生物質(zhì)通氣化劑，生物質(zhì)在缺氧的條件下轉(zhuǎn)變?yōu)樾》肿涌扇細(xì)怏w。生物質(zhì)熱解氣化技術(shù)最早出現(xiàn)于18世紀(jì)末期，首次商業(yè)化應(yīng)用可以追溯到1833年，當(dāng)時(shí)以木炭作為原料，經(jīng)過(guò)氣化器生產(chǎn)可燃?xì)猓?qū)動(dòng)內(nèi)燃機(jī)。生物質(zhì)氣化反應(yīng)溫度低，可避免生物質(zhì)燃料燃燒過(guò)程中發(fā)生灰的結(jié)渣、團(tuán)聚等運(yùn)行難題。在被加熱到100℃以上時(shí)，原料中的水分首先蒸發(fā)，產(chǎn)物為干原料和水蒸氣。熱解反應(yīng)析出揮發(fā)分主要包括水蒸氣、HCO、CH焦油及其他碳?xì)浠衔?。還原反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，溫度將會(huì)降低到700～900℃。在氣化過(guò)程中使用不同的氣化劑、采取不同過(guò)程運(yùn)行條件；可以得到三種不同熱值的氣化產(chǎn)品氣（燃?xì)猓旱蜔嶂等細(xì)猓ㄊ褂每諝夂驼羝?空氣）；中等熱值燃?xì)猓ㄊ褂醚鯕夂驼羝?；高熱值燃?xì)猓ㄊ褂脷錃猓?。圖2 生物質(zhì)氣化爐的分類 固定床上吸式氣化爐固定床上吸式氣化爐的工作過(guò)程是：生物質(zhì)原料從頂部加入，然后依靠重力逐漸由頂部移動(dòng)到底部，空氣從底部進(jìn)入，向上經(jīng)過(guò)各反應(yīng)層，燃?xì)鈴纳喜颗懦觯以鼜牡撞颗懦?，由于原料移?dòng)方向與氣體流動(dòng)方向相反，所以也叫逆流式氣化。固定床上吸式氣化爐一般應(yīng)用在粗燃?xì)獠恍枥鋮s和凈化就可以直接使用的場(chǎng)合，如直接作為鍋爐等熱力設(shè)備的燃料氣等，在必須使用清潔燃?xì)獾膱?chǎng)合，就只能用硬木或木炭作為氣化原料 . 固定床下吸式氣化爐生物質(zhì)原料從頂部加入，然后依靠重力逐漸由頂部移動(dòng)到底部，空氣從上部進(jìn)入，向下經(jīng)過(guò)各反應(yīng)層，燃?xì)庥煞磻?yīng)層下部吸出，灰渣從底部排出。保證固定床下吸式氣化爐的穩(wěn)定運(yùn)行 ，對(duì)于木炭和木材等優(yōu)質(zhì)原料并不太難，但對(duì)于秸秤和草類等物理性質(zhì)較差的低品質(zhì)原料就難了許多，因?yàn)榻粘拥任锪显趽]發(fā)分大量析出后，其體積會(huì)迅速縮小，從而使得秸秤半焦依靠自身重力向下移動(dòng)的能力變得很差，因此，熱解層和氧化層極易發(fā)生局部穿透。生物質(zhì)原料與氣化劑一邊向上作混合運(yùn)動(dòng)，一邊發(fā)生干燥、熱解、氧化和還原等反應(yīng)，這些反應(yīng)主要發(fā)生在密相段，反應(yīng)溫度一般控制在800℃左右。 循環(huán)流化床氣化爐循環(huán)流化床氣化爐與單流化床氣化爐的主要區(qū)別是生成氣中的固體顆粒在經(jīng)過(guò)了旋風(fēng)分離器或?yàn)V袋分離器后，通過(guò)料腳再返回到流化床，繼續(xù)進(jìn)行氣化反應(yīng)。在第一級(jí)流化床反應(yīng)器中，生物質(zhì)物料發(fā)生熱解反應(yīng)，生成氣攜帶著炭顆粒和床層物料如沙子等進(jìn)入分離裝置，分離后的炭顆粒和床層物料經(jīng)料腳進(jìn)入第二級(jí)流化床反應(yīng)器；在第二級(jí)流化床反應(yīng)器中，炭顆粒進(jìn)行氧化反應(yīng)，使床層溫度升高，高溫?zé)煔鈹y帶著床層物料進(jìn)入分離裝置，分離后的床層物料經(jīng)料腳又重新進(jìn)入第一級(jí)流化床反應(yīng)器，從而為生物質(zhì)熱解提供所需的熱源。 氣化劑的影響生物質(zhì)氣化時(shí)所用的氣化劑有空氣、水蒸氣、空氣水蒸氣、二氧化碳、水蒸氣氧、水蒸氣二氧化碳等，氣化劑不同，氣化爐出口產(chǎn)生的氣體組分也不同。另外，水蒸氣的二次催化重整，輕的碳?xì)浠衔锖痛蠖鄶?shù)的焦油能被轉(zhuǎn)化成H2和CO、H2的量增加至70%～75%（體積分?jǐn)?shù)），如果出口氣中富含氫氣，它可以被用作燃料電池，如果H2和CO的比例近似為2：1，可用作FT的合成，如果氣體富含甲烷，可以被用作熱值燃料。Stenseng等研究了生物質(zhì)顆粒尺寸（小麥秸稈和3種纖維素）對(duì)熱解的影響，試驗(yàn)在終溫600℃、加熱速率為40℃/min的條件下進(jìn)行，顆粒尺寸大時(shí)，失重
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