【正文】 ，含有大量的焦油和灰分，應(yīng)對其進行凈化處理。煤氣從還原層排出。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。上層爐筒的加工：（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，同時要將底部寬20mm高10mm的連接邊連同爐筒一次澆注出來。連接邊的兩外露棱邊需進行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。（11）按圖上形狀和尺寸鑄造出灰孔和用以安裝出會孔蓋的基座。（2）用四根鐵條以圖示尺寸進行焊接。C以上時，液體產(chǎn)物焦油和木醋酸以氣體形式存在于所生成的熱解氣體中，而在低于200。另外，為了不產(chǎn)生廢棄物，過濾材料采用可以燃用的生物質(zhì)是一種較佳的選擇。研究還表明，白云石中Fe2O3含量越高，對焦油的裂解能力越強，在獨立的焦油裂解爐中，生物質(zhì)燃氣經(jīng)富含F(xiàn)e2O3的白云石凈化后，焦油轉(zhuǎn)化率可達95%，氣體產(chǎn)物增加了10%—20%，低位熱值增加了15%。研制它的具體情況如下：（1）關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點：① 研究生物質(zhì)氣化過程中焦油產(chǎn)生的機理，及爐內(nèi)溫度、加熱速度、原料品種、形狀等對焦油產(chǎn)生的影響，通過優(yōu)化爐型結(jié)構(gòu)、加設(shè)內(nèi)部構(gòu)件，實現(xiàn)對氣化爐各反應(yīng)區(qū)的控制，使之處于最優(yōu)反應(yīng)狀態(tài)，抑制焦油的產(chǎn)生或?qū)⒔褂土呀?，產(chǎn)生焦油含量較低的燃氣，減輕燃氣后處理系統(tǒng)的負擔(dān)。 表9 其它常用能源的性能和價格品 種理論發(fā)熱量單價比價 元/MJ管道煤氣12500kJ/m3液化天然氣43000 kJ/m3天然氣35000 kJ/m3柴油42500 kJ/kg汽油44000 kJ/kg電3600 kJ/kWh（3）成本核算氣化站的產(chǎn)氣成本大致可以分為兩部分：一是與產(chǎn)氣量基本無關(guān)的固定成本（如表10所示）；二是與產(chǎn)氣量有關(guān)的可變成本（如表11所示）。 安全保障措施任何不安全隱患都可以采取科學(xué)的手段加以消除，本文就秸稈氣化供氣的安全保障措施歸納為以下幾點：（1）開工前，所有要與燃氣相通的設(shè)、管路都必須進行嚴格的氣體置換，置換是否合格要通過氣體成分分析，要做“爆鳴試驗”（2）燃氣排送運轉(zhuǎn)時要有專人看管，并配有壓力、流量指示儀表，最好配有自動報警裝置（3）燃氣設(shè)備必須按國家標準進行設(shè)計、制作、安裝、防腐（4）熱備開爐時，不但要按操作規(guī)程進行，而且要具備燃氣成分分析儀器和溫度、壓力指示儀表，向氣柜送氣前要做“爆鳴試驗”（5）開爐后，示火孔點燃之前要做“爆鳴試驗”家庭使用燃氣的地方要保持通風(fēng)良好（6）檢修燃氣設(shè)備時，一定要用空氣將設(shè)備內(nèi)的燃氣徹底吹干凈，大型設(shè)備動火前，要取氣樣做“爆鳴試驗”（7）供氣管網(wǎng)要進埋于防凍層以下，必須采用符合國家有關(guān)標準規(guī)定的材質(zhì)和施工方法。[10],1999，（6）1720。[6]唐春福，,2003,（5）：2427。（5）開爐時，示火孔引起爆炸示火孔是用于檢驗燃氣是否合格，燃氣能否向氣柜中排送的長明點火孔。為了更好地促進秸稈氣化集中供氣技術(shù)的推廣應(yīng)用，本文對其中經(jīng)濟效益特作如下分析。這類分離器按結(jié)構(gòu)可分為圓筒式、旁通式和擴散式。氣化爐外裂解：在這個過程中，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。焦油水洗設(shè)備的原理和設(shè)計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，其主要缺點是有污水產(chǎn)生，必須要有相應(yīng)的廢水處理裝置。生物質(zhì)氣化燃氣中水分和灰分的處理是比較容易的，而焦油處理則是生物質(zhì)氣化應(yīng)用技術(shù)中一個很大的難題，下面就重點介紹這方面的內(nèi)容。之所以這樣設(shè)計是為了達到噴嘴在反應(yīng)層里所噴出的空氣可以更加分散，促進秸稈的充分燃燒，且不會增加煤氣中的灰塵。之所以這樣將進水管管徑設(shè)計得比出水管徑小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水沖力的作用形成螺旋狀流動，使冷卻趨于均勻。 下層爐筒的材料選擇、加工工藝及各結(jié)構(gòu)的功用（圖見附件2）該零件的外殼均用球墨鑄鐵材料，內(nèi)部耐火泥選用可塑性耐火泥（見表6）。表6 耐火泥理化指標耐火泥功能特點。顆粒過大，透氣性差，建立不起時顯的反應(yīng)層，不產(chǎn)生可燃氣體，過大，原料易搭橋，導(dǎo)致進風(fēng)量過大，產(chǎn)氣效果不好，物料密度大，燃燒時間長，穩(wěn)定燃氣成分好、熱值高、粉塵少、焦油少。上吸式氣化爐工作過程及優(yōu)缺點 這種氣化爐有三種優(yōu)點:一是熱解層和干燥劑用了還原反應(yīng)后氣體的余熱，出口燃氣的溫度低，氣化爐最下層是氧化層，這里有充足的空氣供燃氣所用,底部的木炭可以得到充分燃燒，故氣化率較高；二是可燃氣中含熱值較高的熱解產(chǎn)物，因此燃氣熱值較高；三是爐排受進風(fēng)的冷卻，工作性能比較可靠。系統(tǒng)中包括原料處理（鍘草機）、上料裝置、氣化機組、風(fēng)機、氣柜、安全裝置、管網(wǎng)和灶具等設(shè)備。它受很多因素影響，如秸稈種類、物料含水量、物料密度、氣化爐種類等都能影響氣化氣的熱值。 由于灶膛中尚有水蒸汽存在，它也會向焦碳表面擴散，當(dāng)它與熾熱焦炭相遇時，也會產(chǎn)生碳的氣化，產(chǎn)生氫或甲烷氣體，反應(yīng)式如下： C + 2H2O = CO2 + 2H2C + H2O = CO + H2C + 2H2 = CH4 水蒸汽對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，可促進固定碳的燃燒 。分別占到秸稈總產(chǎn)出量的40%和45%，%[1] 。通過生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換技術(shù)可以高效地利用生物質(zhì)能源，生產(chǎn)各種清潔燃料，替代煤炭，石油和天然氣等燃料和生產(chǎn)電力。因此，開發(fā)與利用新能源和可再生能源，已經(jīng)成為世界性的能源建設(shè)發(fā)展的戰(zhàn)略方向。其缺點是：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)機從爐柵下抽出可燃氣要耗費較大的功率，出爐的燃氣中含有較多的灰分，出爐的可燃氣的溫度較高，須用水對其進行冷卻。離開氣柜的燃氣通過敷設(shè)在地下圖1 系統(tǒng)工藝流程圖1 螺旋輸送機； 2 氣化爐 3 旋風(fēng)分離器 4 噴淋凈化器 5 氣水分離器 6過濾器 7鼓風(fēng)機 8 水封 9 灶具 10 儲氣柜的塑料管網(wǎng)分配到系統(tǒng)中的每一用戶。2 生物質(zhì)氣化技術(shù)利用現(xiàn)狀及發(fā)展前景生物質(zhì)氣化技術(shù)是一種熱化學(xué)處理技術(shù)，通過氣化爐將固態(tài)生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為使用方便而且清潔的可燃氣體，用作燃料或生產(chǎn)動力。隨著世界人口的日益增長和社會經(jīng)濟的快速發(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。我國是一個農(nóng)業(yè)大國，每年生產(chǎn)的農(nóng)作物秸稈約7億噸，如此之大的資源除了一小部分用于畜牧外，其余的大部分以直接燃燒的方式將其浪費，既浪費了資源，又污染了環(huán)境。（工藝系統(tǒng)圖如下頁所示）鍘成小段的秸稈送入氣化器中經(jīng)過熱解氣化反應(yīng)轉(zhuǎn)換成為可燃氣體，在凈化器中除去燃氣中含有的灰塵和焦油等雜質(zhì)，由風(fēng)機送至氣柜中。爐內(nèi)的物料自上而下分為干燥層、熱分解層、氧化層、還原層。1引言 能源是國民經(jīng)濟建設(shè)和人民生活的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，在某種意義上，人類社會生產(chǎn)的發(fā)展史，就是人類能源開發(fā)利用史。事實上，生物質(zhì)能源是人類利用最早、最多、最直接的能源，也是人類賴以生存的重要能源，它是僅次于煤炭、石油和天然氣而居于世界能源消費總量第四位的能源，在整個能源系統(tǒng)中占有重要地位。在中國農(nóng)村，秸稈被用作重要的生活資源，是一種重要的生物質(zhì)資源。燃料的燃燒過程可以分作預(yù)熱、水分蒸發(fā) 、析出揮發(fā)物和焦炭燃燒等幾個階段。一般灰分含量在5%以內(nèi)，氣化爐就能可靠地運行；對于固定床氣化爐來說，降低秸稈燃氣的氣流速度，從灰渣層上方側(cè)壁負壓吸出燃氣都可以減少灰分。氣柜的作用是儲存一定量的燃氣以平衡系統(tǒng)燃氣負荷的波動，并提供一個始終恒定的壓力保證用戶燃氣灶具的穩(wěn)定燃燒。氣化爐氣化過程的水蒸氣由燃料中所含的水分產(chǎn)生。燃氣中可燃成分少，焦油含量多，還易產(chǎn)生明火、噴火等不利于安全的現(xiàn)象。如果在爐內(nèi)加少許干樹根，與秸稈一起氣化則效果更佳，因為氣化時加入干樹根等硬質(zhì)性原料，可以形成一定厚度的紅熱焦碳層，從而提高氣化溫度，使氣體中的焦油得到更多的分解，所以能得到良好的氣化效果。這種耐火泥不僅能達到爐內(nèi)工作溫度的要求，還不會因為爐子熱長冷縮的體積變形而脫落。（7）在水箱內(nèi)壁搪以80mm厚的耐火泥，其作用已經(jīng)敘述。、加工工藝及各結(jié)構(gòu)的功用（圖見附件4）該零件全用球墨鑄鐵鑄造。水蒸氣：可燃氣中還含有一定量的水蒸氣，水蒸氣遇冷后將凝結(jié)成水。 焦油去除方案 又稱濕法除焦油，分噴淋法和吹泡法，它們都是用水將可燃氣中的部分焦油帶走。C的溫度下就能將絕大部分（甚至達98%）焦油裂解，裂解后的產(chǎn)物與可燃氣成分相似，可直接燃用。另外，若流過靜電捕焦器的氣體溫度較低，吸附在電極上的焦油就會靠自重流到收集室，而在電極上逐漸堆積，使電極失去除焦作用。由于生物質(zhì)氣化項目有著良好的社會環(huán)境和經(jīng)濟效益，因而有著良好的市場前景。（2）燃氣排送機—羅茨風(fēng)機失控羅茨風(fēng)機為定容設(shè)備，回路量大小要根據(jù)入口壓力隨時進行人工調(diào)節(jié)，一旦疏忽，入口負壓較大，空氣就會進入氣柜中，時間長了會引成氣柜整體爆炸。[3] 崔永章， ,2001,（1）：2324。[13]張無敵，丁昆，1996（4）2225。計算如下： =257+87X1/1000 X1 =1575(m3)國家集體投入不計成本時，則氣化站的盈虧平衡點為X2=151+87X2/1000 X2 =925(m3)由此，盈虧平衡點戶數(shù)分別為 N1 = 1575/5 =315（戶） N2 = 925/5 =185（戶）為了便于比較，現(xiàn)將把國家集體投入計入成本和不計入成本的情況列表如下：表12 國家和集體投入計入成本與否的比較項目國家集體投入計入成本國家集體投入不計入成本日產(chǎn)氣值500500日成本431325日利潤69175年利潤2518563875盈虧平衡點1575925盈虧平衡戶數(shù)315185③ 投資與效益成本核算全部計入投資額時的投資回報率太低，管理者難以有足夠的積極性將氣化站長期經(jīng)營好，而若只計個人投資的20萬元，則相應(yīng)投資回報率能夠達到管理者期望值，氣化站因此也能夠得以長期正常運行。（2）預(yù)期達到的水平及技術(shù)經(jīng)濟指標氣化效率≥75% 燃氣熱值≥5MJ/m 3凈化后燃氣中焦油和灰塵含量≤10mg/m3 （3）項目的社會環(huán)境效益、經(jīng)濟效益及推廣應(yīng)用前景社會環(huán)境效益：生物質(zhì)氣化技術(shù)可將廢棄的秸稈、工業(yè)生物質(zhì)垃圾轉(zhuǎn)換為清潔的燃氣，實現(xiàn)了低質(zhì)原料的高檔次利用。因此，為使焦油裂解過程連續(xù)進行，白云石需頻繁更換，研究表明通過增加進氣中水蒸氣的含量，以促進水蒸氣與沉積碳之間的反應(yīng)，可有效也減少積碳，維持催化劑較高的活性。① 催化裂解法的基本原理在很高的溫度（10