生物質(zhì)氣化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(更新版)
【正文】 過程中，當(dāng)氣化爐類型確定后，在確定的氣化劑條件下，控制條件諸如空氣當(dāng)量比、生物質(zhì)與氣化劑的比率、原料粒徑、溫度、壓力、氣化介質(zhì)、催化劑和添加劑等對碳的轉(zhuǎn)化率、燃?xì)獬煞纸褂彤a(chǎn)量等都有重要的影響。與固定床氣化相比，流化床氣化的主要優(yōu)點(diǎn)如下：（1）由于生物質(zhì)物料粒度較細(xì)和劇烈的氣固混合流動床層內(nèi)傳熱傳質(zhì)效果較好，因而氣化效率和氣化強(qiáng)度都比較高，尤其是氣化強(qiáng)度要比固定床氣化高2～3倍；（2）由于流態(tài)化的操作范圍較寬，故流化床氣化能力可在較大范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)，而氣化效果和氣化效率不會明顯降低；（3）由于床層溫度不是很高且比較均勻，因而灰分熔融結(jié)渣的可能性大大減弱。固定床下吸式氣化的最大優(yōu)點(diǎn)是氣化氣體中的焦油含量比固定床上吸式低許多，因?yàn)閾]發(fā)分中的焦油在氧化層和還原層得到了一定程度的氧化和裂解，因此，這種氣化技術(shù)比較適宜應(yīng)用于需要使用潔凈燃?xì)獾膱龊?。生物質(zhì)在氣化爐中完成了氣化反應(yīng)過程并轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)燃?xì)?。沒有氧氣存在，氧化層中的燃燒產(chǎn)物及水蒸氣與還原層中木炭發(fā)生還原反應(yīng)，生成氫氣和一氧化碳等。 生物質(zhì)氣化過程隨著氣化裝置類型、工藝流程、反應(yīng)條件、氣化劑種類、原料性質(zhì)等條件的不同，生物質(zhì)氣化反應(yīng)過程也不相同，但是這些過程的基本反應(yīng)包括固體燃料的干燥、熱解反應(yīng)、還原反應(yīng)和氧化反應(yīng)四個過程。目前應(yīng)用最廣的是用空氣作為氣化劑，產(chǎn)生的氣體主要作為燃料，用于鍋爐、民用爐灶、發(fā)電等場合。生物質(zhì)氣化技術(shù)的現(xiàn)狀及其發(fā)展楊坤 馮飛 宋小斌 董尊久 陳光猛（南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院，南京 210048）摘要：介紹了生物質(zhì)氣化的基本原理及有關(guān)氣化工藝，闡述了常見的生物質(zhì)氣化反應(yīng)器（氣化爐）工作原理及其優(yōu)缺點(diǎn)，解釋了氣化劑、原料粒徑、溫度、壓力等操作條件對生物質(zhì)氣化的影響，最后討論了目前生物質(zhì)氣化技術(shù)存在的問題并進(jìn)行展望。所用氣化劑不同，得到的氣體燃料也不同。在1992年召開的世界第15次能源大會上，確定生物質(zhì)氣化利用作為優(yōu)先開發(fā)的新能源技術(shù)之一。熱解的剩余物木炭與被引入的空氣發(fā)生反應(yīng)，同時(shí)釋放大量的熱以支持生物質(zhì)干燥、熱解及后續(xù)的還原反應(yīng)進(jìn)行，氧化反應(yīng)速率較快，溫度可達(dá)1000～1200℃，其他揮發(fā)分參與反應(yīng)后進(jìn)一步降解。圖1 生物質(zhì)氣化技術(shù)的分類2 生物質(zhì)氣化設(shè)備生物質(zhì)氣化反應(yīng)發(fā)生在氣化爐中，氣化爐是氣化反應(yīng)的主要設(shè)備。由于原料移動方向與氣體流動方向相同，所以也叫順流式氣化。稀相段的作用主要是降低氣體流速，使沒有轉(zhuǎn)化完全的生物質(zhì)焦炭不致被失流迅速帶出反應(yīng)器而繼續(xù)留在稀相段發(fā)生氣化反應(yīng)。由于燃燒和氣化在雙流化床氣化系統(tǒng)中是在兩個反應(yīng)器中分開進(jìn)行的，熱解產(chǎn)生的可燃?xì)怏w不會被燃燒產(chǎn)生的煙氣稀釋，因此，雙流化床氣化所產(chǎn)生的可燃?xì)怏w熱值與城市煤氣相當(dāng)，屬于中熱值氣體，既可用作燃?xì)?，也可用作化工合成氣的原料?粒徑的影響在生物質(zhì)氣化過程中，生物質(zhì)粒子的熱解反應(yīng)直到加熱到一定溫度時(shí)才能發(fā)生，生物質(zhì)的粒徑主要影響其加熱速率，生物質(zhì)粒子的加熱速率又影響氣體的產(chǎn)率和產(chǎn)品氣的組成。液體產(chǎn)率在600～700℃達(dá)到最大值，說明在這一溫度有很強(qiáng)的裂解反應(yīng)發(fā)生。表明，溫度影響生物質(zhì)的轉(zhuǎn)化率，隨著溫度的增加，轉(zhuǎn)化率提高，油產(chǎn)率增加，因此如果以生物油為目的產(chǎn)物，應(yīng)在高溫下進(jìn)行熱解。所以，在水蒸氣氣化時(shí)，可以通過調(diào)節(jié)水蒸氣的壓力來調(diào)節(jié)氫氣的產(chǎn)率，亦適應(yīng)不同的需要。操作壓力提高，一方面能提高生產(chǎn)能力，另一方面能減少帶出物損失，從結(jié)構(gòu)上看，在同樣的生產(chǎn)能力下，壓力提高，氣化爐容積可以減小，后續(xù)工段的設(shè)備也可減小尺寸，而且凈化效果好，所以流化床目前都從常壓向高壓方向發(fā)展。5 結(jié)束語生物質(zhì)能作為一種可再生能源，在能源結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中的地位越來越重要
化學(xué)相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1