【正文】 化站的實(shí)際用戶數(shù)必須在盈虧平衡點(diǎn)之上，如要獲得更多的利潤，則必須千方百計(jì)開辟其它用途，以提高氣化站的規(guī)模效益。為了更好地促進(jìn)秸稈氣化集中供氣技術(shù)的推廣應(yīng)用，本文對(duì)其中經(jīng)濟(jì)效益特作如下分析。在農(nóng)村作為炊事燃?xì)?，可使農(nóng)民用上方便清潔的氣體燃料，生活方 30 式可發(fā)生重大轉(zhuǎn)變，提高生活舒適文明程度，節(jié)省用于炊事的勞動(dòng)量和時(shí)間，并使環(huán)境和庭院衛(wèi)生有較大改觀；同時(shí)氣化燃?xì)庾鳛樯钊細(xì)饣蚬I(yè)燃料還可節(jié)約大量的石油、煤炭等商品能源，減輕對(duì)優(yōu)質(zhì)商品能源的需求壓力。 這類分離器按結(jié)構(gòu)可分為圓筒式、旁通式和擴(kuò)散式。 堿金屬催化劑：堿金屬催化劑一般采用生物質(zhì)顆粒干混或濕浸的方式加入氣化爐中，它的加入雖然能顯著提高生物質(zhì)氣化速率，但它導(dǎo)致氣化爐排灰量增加且其焦油轉(zhuǎn)化率僅有 80%，加之回收困難而且昂貴，因此只適于以直接與生物質(zhì)顆粒干混或濕浸的方式加入氣化爐中。 氣化爐外裂解：在這個(gè)過程中，焦油裂解反應(yīng)器位于氣化爐的下游，由于反應(yīng)器獨(dú)立于氣化爐存在，因此可以采用與氣化過程完全不同的反應(yīng)條件，廣泛地選擇性能優(yōu)異的催化劑，并且催化劑可反復(fù)再生使用。 C— 1200。焦油水洗設(shè)備的原理和設(shè)計(jì)與化工過程中的湍流塔一樣，它的技術(shù)關(guān)鍵是選用合適的氣流速度、合適的填充材料和合理的噴水量和噴水方式，其主要缺點(diǎn)是有污水產(chǎn)生，必須要有相應(yīng)的廢水處理裝置。 [2] 焦油有在高溫下可發(fā)生裂解，在低溫下則以液體狀態(tài)存在的特性。 生物質(zhì)氣化燃?xì)庵兴趾突曳值奶幚硎潜容^容易的，而焦油處理則是生物質(zhì)氣化應(yīng)用技術(shù)中一個(gè)很大的難題，下面就重點(diǎn)介紹這方面的內(nèi)容。 （ 3）將帶噴嘴的爐橋安裝于下爐筒的爐橋架上，并將爐橋上的進(jìn)氣孔和爐筒上的進(jìn)氣孔對(duì)接，再在其接頭處堆上可塑耐火泥將之固定。之所以這樣設(shè)計(jì)是為了達(dá)到噴嘴在反應(yīng)層里所噴出的空氣可以更加分散，促進(jìn)秸稈的充分燃燒，且不會(huì)增加煤氣中的灰塵。 爐橋的加工： （ 1）用球墨鑄鐵澆注外徑 905mm壁厚為 5mm孔徑為 40mm的環(huán)形圈并在圖示位置鑄出直徑 50mm壁厚為的 5mm的凸臺(tái)孔直徑 40mm 的通孔。之所以這樣將進(jìn)水管管徑設(shè)計(jì)得比出水管徑小 5mm，是為 了保證水箱里一直有足夠的冷卻水；而將水管以和水箱相切及二者方向相反的形式安裝 是為了讓冷卻水在水箱里因進(jìn)水沖力的作用形成螺旋狀流動(dòng)，使冷卻趨于均勻。 （ 6） 澆注水箱內(nèi)壁。 下層爐筒的加工： （ 1） 用球墨鑄鐵 在澆注模上直接澆注成高 1650mm 外徑 1350mm 內(nèi)徑 1210mm 的圓筒，同時(shí)要將上部寬 20mm 高 10mm 的連接邊連同爐筒一次澆注出來。 （ 5）用 4 根長為 480mm 直徑 40mm 壁厚 10mm 的球墨鑄鐵管澆鑄成圖示形狀和尺寸，再將兩端切割成傾斜 2030 度角的斜截面。 產(chǎn) 品規(guī)格表 產(chǎn) 品型 號(hào) type 單 品 單價(jià) 備注 KG 可塑性耐火泥 PA16S 可塑性耐火泥 36 40kg/箱 (1700176。 圖 5 流化床 5 下吸式秸稈氣化爐的設(shè)計(jì)說明 該氣化爐為層式下吸式氣化爐，與一般常規(guī)下吸式氣化爐相比，它具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：爐頂不需密封，既是加料口，有是空氣（氣化劑）口；爐身僅由兩個(gè)直筒體組成的雙層爐體，方便加工、 搬運(yùn)、安裝。反之亦反，不僅造成了能源浪費(fèi)，而且為后處理設(shè)備增加負(fù)擔(dān)。如果喉口直徑過大或沒有喉口，就會(huì)使氧化層反應(yīng)不均勻，易使一部分未參與氧化反應(yīng)，空氣不進(jìn)入還原層，形成所謂的燒穿現(xiàn)象，導(dǎo)致產(chǎn)出氣中可燃成分少、熱值 低。其缺點(diǎn)是：由于爐內(nèi)的氣體流向是自上而下的，而熱流的方向是自下而上的，致使引風(fēng)機(jī)從爐柵下抽出可燃?xì)庖馁M(fèi)較大的功率，出爐的燃?xì)庵泻休^多的灰分，出爐的 可燃?xì)獾臏囟容^高，須用水對(duì)其進(jìn)行冷卻。貯氣柜的結(jié)構(gòu)有外導(dǎo)架直升式、無外導(dǎo)架直升式、螺旋導(dǎo)軌式。生物質(zhì)燃?xì)獾娜紵栌脤Ｓ玫脑罹?。下吸式氣化爐由于具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于操作，產(chǎn)出氣的焦油含量低等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛應(yīng)用。 表 5 各種生物質(zhì)原料氣化后氣體的熱值 焦油： 焦油是生物質(zhì)氣化中不可避免的產(chǎn)物，它的生成量與溫度有很大關(guān)系，在 500。 3 秸稈氣化的參數(shù)及影響產(chǎn)氣質(zhì)量的因素分析 秸稈氣化參數(shù)及影響因素 秸稈氣化氣的主要成分是 CO、 H CH4等的可燃?xì)怏w 。 C + O2 = CO2 + 408860 2C + O2 = 2CO + 246447 實(shí)際上在高溫下，當(dāng)氧與熾熱焦炭表面接觸時(shí)，一氧化碳與二氧化碳同時(shí)產(chǎn)生，基 4C + 3O2 = 2CO2 + 2CO 3C + 2O2 = 2CO + CO2 這二種氣體產(chǎn)生量的多少由溫度的高低和空氣供給量的多少而定， 9001200℃時(shí)主要按前式進(jìn)行 反應(yīng)，在 1450 當(dāng)溫度較高 (超過 700℃時(shí) )，生成的一氧化碳向外擴(kuò)散時(shí)，遇到空氣中氧氣會(huì)繼續(xù)燃燒 2CO + O2 = 2CO2 + 570865千焦 若溫度更高，則生成的二氧化碳在擴(kuò)散過程中遇到熾熱的碳就會(huì)產(chǎn)生碳的氣化反應(yīng)，這是一 CO2 + C = 2CO 162297 由于灶膛中尚有水蒸汽存在，它也會(huì)向焦碳表面擴(kuò)散，當(dāng)它與熾熱焦炭相遇時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生碳的氣化，產(chǎn) C + 2H2O = CO2 + 2H2 C + H2O = CO + H2 C + 2H2 = CH4 水蒸汽對(duì)碳的氣化比二氧化碳的作用快，所以灶膛中有適量的水蒸汽，可促進(jìn)固定 14 碳的燃燒 這種方法改變了生物質(zhì)原料的形態(tài)，使用更加方便，而且能量轉(zhuǎn)化效率比固態(tài)生物質(zhì)的直接燃燒有較大的提高。我國生物質(zhì)氣化技術(shù)在 10多年的發(fā)展中已取得了可喜的成果。植物學(xué)上把不能 11 食用的農(nóng)作物根、葉、莖統(tǒng)稱為秸稈，如玉米秸、高粱秸、棉花秸、豆秸、麥秸、稻秸等。開發(fā)利用生物質(zhì)能對(duì)中 國農(nóng)村更具特殊意義。至今，世界上仍有 15億以上的人口以生物質(zhì)作為生活能源。 生物質(zhì)能是指直接或間接的通過綠色植物的光合作用，把太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能后固定和貯藏在生物體內(nèi)的能量。隨著世界人口的日益增長和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人類在經(jīng)歷了以煤為主的第二代能源之后，以石油為主的第三代能源正面臨著枯竭的危險(xiǎn)。 水蒸氣：可燃?xì)庵羞€含有一定量的 水蒸氣，水蒸氣遇冷后將凝結(jié)成水。煤氣從還原層排出。以空氣和水蒸氣同時(shí)鼓風(fēng)而得到的混合氣體應(yīng)用最廣，故一般所謂氣化爐煤氣即指混合煤氣而言。氣化器、燃?xì)鈨艋骱惋L(fēng)機(jī)組成了秸稈氣化機(jī)組。建立了 380余處秸 稈氣化集中供氣示范點(diǎn)，主要集中在山東、河南、江蘇、河北、山西、北京、陜西。所以，合理有效的利用這項(xiàng)資源，是一件利國利民的大事。單單依靠這些能源遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要。 Leave the sucking type。同時(shí)，筆者從實(shí)際出發(fā) 結(jié)合我國農(nóng)村 的現(xiàn)實(shí)情況設(shè)計(jì)了下吸式秸稈氣化爐，并提出了自己的相應(yīng)觀點(diǎn)。人類必須尋找到一種可經(jīng)濟(jì)開發(fā)、 豐富、清潔的能源。低質(zhì)生物質(zhì)是以農(nóng)作物秸稈為主，還可以使用玉米芯、木屑、柴草等。生物質(zhì)氣化技術(shù)，就是生物原料在缺氧狀 4 態(tài)下加熱反應(yīng)的能量轉(zhuǎn)換過程 。 目前國內(nèi)已經(jīng)成功開發(fā)了一些將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化成可燃?xì)獾募夹g(shù)，采用固定床氣化的，其所產(chǎn)氣體的熱值則可獲得 4— 5MJ/m3，采用循環(huán)流化床氣化的 ，其所產(chǎn)生的氣體的熱值則可獲得 7MJ/m3左右，而且中熱值氣化技術(shù)的實(shí)驗(yàn)研究在國內(nèi)也已取得了較好效果，如廣州能源研究所采用的氧氣氣化技術(shù)，其氣體熱值在 10MJ— 12MJ/m3之間。用戶打開燃?xì)庥镁叩拈y門，就可以方便地使用燃?xì)狻Ｄ壳八玫臍饣癄t有上吸式氣化爐，下吸式氣化爐和流化床式氣化爐 物料自爐頂加料 口投入爐內(nèi)，氣化劑由爐底部進(jìn)氣口進(jìn)入爐內(nèi)參加反應(yīng)，反應(yīng)產(chǎn)生的氣化氣至下而上流動(dòng)，由可燃?xì)獬隹谂懦?。（其工作原理如下圖所） 7 圖 3 下 吸式氣化爐工作 原理圖 （見上頁） 流化床氣化爐 流化床氣化爐結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，設(shè)備投資較多。 生物質(zhì) 氣化燃?xì)庵兴趾突曳值奶幚硎潜容^容易的，而焦油則是生物質(zhì)氣化應(yīng)用中危害最大的，需通過下面幾種方法清除：（ 1）水洗法；（ 2）過濾法；（ 3）催化裂解法；（ 4）靜電捕捉法；（ 5） 旋風(fēng)分離器脫焦法。 目前，世界能源格局是以石油、天然氣、煤炭等常規(guī)能源為主，包括水能風(fēng)能、太陽能、潮汐能、地?zé)崮?、核能、氫氣能、生物能等能源在?nèi)的多種能源并存的狀況。 本文通過對(duì)生物秸稈氣化工程的參觀、研究、結(jié)合國內(nèi)外已發(fā)表的有關(guān)資料比較系統(tǒng)的講解了生物質(zhì)氣化原理、工藝流程、氣化裝置及氣化氣的凈化等問題，并設(shè)計(jì)了下吸式氣化爐。減少對(duì)礦物能源的依賴，保護(hù)國家能源資源，減輕能源消費(fèi)給環(huán)境造成的污染。 1998 年農(nóng)村生活用能總量 ，其中秸稈和薪柴為 ，占 %?，F(xiàn)將 1999 年中國秸稈農(nóng)作物資源量表（如表 2）。 氣化原理 生物質(zhì)氣化的基本原理是將生物質(zhì)原料加熱，生物質(zhì) 原料進(jìn)入氣化爐后被干燥，伴隨著溫度的升高，析出揮發(fā)物，并在高溫下熱解，熱解后的氣體和炭，在氣化爐的氧化區(qū)與供入的氣化介質(zhì)（空氣、氧氣、水蒸氣等）發(fā)生氧化反應(yīng)并燃燒，燃燒放出的熱量用于維持干燥、熱解和還原反應(yīng)，最終生成了含有一定量 CO、 H CH CmHn的混合氣體，去除焦油等雜質(zhì)后即可燃用。其中前兩種適用于木材或木屑的熱解；后一種適用于作物（如玉米、 棉花等）秸稈的氣化。氣化爐的不同種類也對(duì)它的產(chǎn)生量有重要影響。另外氣化爐的種類不同，同種物料參與氣化反應(yīng)所產(chǎn)生的焦油量也不相同， H2： H2是氣化氣中可燃成分之一，在氣化氣中的含量占 15%左右，它含量的多少直接影響到氣化氣熱值。氣化器、燃?xì)鈨艋骱惋L(fēng)機(jī)組成了秸稈氣化機(jī)組。 (2) 氣化爐 即氣化的反應(yīng)室，被粉碎的秸稈在這里進(jìn)行受控燃燒和還原反應(yīng)，發(fā)生爐產(chǎn)生的燃?xì)猓写罅康慕褂秃突曳?，?yīng)對(duì)其進(jìn)行凈化處理。以空氣和水蒸氣同時(shí)鼓風(fēng)而得到的混合氣體應(yīng)用最廣，故一般所謂氣化爐煤氣即 指混合煤氣而言。煤氣從還原層排出。如進(jìn)風(fēng)量小，則造成缺氧燃燒，反應(yīng)溫度低，氧化還原反應(yīng)均不充分。 圖 4 下吸式氣化爐 流化床氣化爐 流化床氣化爐結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，設(shè)備投資較多。 在層式下吸式汽化爐內(nèi)，氧化反應(yīng)與熱分解反應(yīng)在同一區(qū)域內(nèi)同時(shí)進(jìn)行，這個(gè)區(qū)域是整個(gè)反應(yīng)過程的最高溫度區(qū)域，由于熱反應(yīng)是在比任何一種固定氣化爐都高的溫度下進(jìn)行，所以對(duì)操作者的要求較高，操作者要時(shí)刻注意爐況，保證爐內(nèi)不出現(xiàn)燒穿現(xiàn)象，這樣產(chǎn)生的燃?xì)鉄嶂狄膊拍芟鄬?duì)較高。 上層爐筒的加工 ： 22 （ 1）用球墨鑄鐵在澆注模上直接澆注成高 750mm 外徑 1350mm 內(nèi)徑 1210mm 的圓筒，同時(shí)要將底部寬 20mm 高 10mm 的連接邊連同爐筒一次澆注出來。 （ 7）在爐筒內(nèi)部搪以 80mm 厚的 可塑性耐火泥 。連接邊的 兩外露棱邊需進(jìn)行 45 度的倒角， （ 3）將外徑 1210mm 內(nèi)徑 1050mm 寬 30mm 水箱下底板用球墨鑄鐵澆鑄出來，并在其上表面涂以 的鋼結(jié)構(gòu)耐高溫防水漆。并在其內(nèi)表面涂以 的鋼結(jié)構(gòu)耐高溫防水漆。最后將其以圖上尺寸焊接于爐筒上。 （ 4）在澆鑄模上鑄出圖示噴嘴安裝基座，并焊接于中管孔上。 出灰孔孔蓋的加工： （ 1）用球墨鑄鐵澆鑄成直徑 230mm且?guī)? 204mm的凸臺(tái)的圓形蓋。 （ 5）將出灰孔蓋安裝于出會(huì)孔蓋基座上。在 600。③焦油難以完全燃燒，并產(chǎn)生炭黑等顆粒，對(duì)燃?xì)饫迷O(shè)備如內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)等損害嚴(yán)重。低溫過濾的優(yōu)點(diǎn)是具有除塵、除焦兩個(gè)功能，除焦效率也很高，其設(shè)計(jì)關(guān)鍵是阻力計(jì)算及控制。若在氣化過程中加入裂解催化劑，在 750。它既可以與生物質(zhì)干混后直接進(jìn)入氣化爐裂解焦油，也可以在獨(dú)立的焦油催化裂解爐中凈化燃?xì)?。由于兩個(gè)電極在高壓下會(huì)產(chǎn)生電火花，因此要嚴(yán)格控制產(chǎn)出氣中的含氧量，若產(chǎn)出氣中可燃?xì)馀c氧氣濃度達(dá)到爆炸極限即會(huì)發(fā)生爆炸危險(xiǎn)。 研制低焦油生物質(zhì)氣化機(jī)組 為了更好地解決焦油問題，我們可以開發(fā)研制低焦油生物質(zhì)氣化機(jī)組。 ② 采用生物質(zhì)氣化燃?xì)庾鳛樯钅茉椿蚬I(yè)燃料，可節(jié)約大量的商品能源，如一個(gè)200戶的村莊，全部采用生物質(zhì)燃?xì)?，?jīng)折算每年可比省柴灶節(jié)省秸稈資源 200噸，替代商品能源，如煤炭 190噸或液化氣 36噸，而且每戶農(nóng)民每月只需 3040元 左右的燃?xì)赓M(fèi)用，比采用煤或液化氣節(jié)約數(shù)十元的費(fèi)用。由此可見，為了讓農(nóng)民得到實(shí)惠，秸稈燃?xì)獾谋葍r(jià)大約可定為 /MJ，如其熱值按 5MJ/m3計(jì)，則銷售價(jià)格可定為 元 / m3。由于農(nóng)村管理水平及人員素質(zhì)等因素，農(nóng)村地區(qū)的燃?xì)夤?yīng)的安全尤顯重要，隨著秸稈氣化技術(shù)的推廣應(yīng)用，這個(gè)問題越來越突出。 （ 7）檢修燃?xì)庠O(shè)備時(shí)引起殘存氣爆炸 檢修燃?xì)庠O(shè)備時(shí)，可能由于沒有把燃?xì)廒s盡，而在動(dòng)火時(shí)引起爆炸 （ 8）供氣管網(wǎng)被損 引起中毒、著火 通到用戶的供氣管網(wǎng)，線路長，范圍大，一旦損壞，燃?xì)庑孤┖茈y及時(shí)發(fā)現(xiàn)，會(huì)引起中毒事件或火災(zāi)。 [3] 崔永章 ， 劉曉偉等 .固定床秸稈氣化技術(shù)的探討 .農(nóng)村能源 ,2022,（ 1）： 2324。 [11]生物質(zhì)的能源利用和生物質(zhì)氣化 .太陽能 ,2022，（ 1）： 58。t appealed against the disciplinary action your employer has taken again