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正文內(nèi)容

生物質(zhì)氣化技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(編輯修改稿)

2025-05-01 23:45 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 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。與固定床氣化相比,流化床氣化的主要缺點如下:(1)由于氣體出口溫度較高,故產(chǎn)出氣體的顯熱損失較大;(2)由于流化速度較高、物料顆粒又細,故產(chǎn)出氣體中的固體帶出物較多;(3)流化床要求床內(nèi)物料、壓降和溫度等分布均勻 ,因而啟動控制較為復(fù)雜;(4)對于鼓泡床氣化,最好在床層內(nèi)添加一些熱容量比較大的惰性熱載體,否則氣化效率和氣化強度都難以令人滿意。 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)過了旋風(fēng)分離器或濾袋分離器后,通過料腳再返回到流化床,繼續(xù)進行氣化反應(yīng)。與單流化床氣化相比,循環(huán)流化床氣化的主要優(yōu)點如下:(1)由于操作氣速可以明顯提高而不必擔(dān)心碳的轉(zhuǎn)化率,故氣化效率尤其是氣化強度可以得到進一步提高;(2)可以適用更小的物料粒徑,在大部分情況下叮以不加流化熱載體,運行較為簡單。其缺點主要是因流系統(tǒng)控制較難,料腳容易發(fā)生下料困難,且在炭回流較少的情況下容易變成低速攜帶床。 雙流化床氣化爐雙流化床氣化爐分為兩個組成部分,即第一級流化床反應(yīng)器和第二級流化床反應(yīng)器。在第一級流化床反應(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入分離裝置,分離后的炭顆粒和床層物料經(jīng)料腳進入第二級流化床反應(yīng)器;在第二級流化床反應(yīng)器中,炭顆粒進行氧化反應(yīng),使床層溫度升高,高溫?zé)煔鈹y帶著床層物料進入分離裝置,分離后的床層物料經(jīng)料腳又重新進入第一級流化床反應(yīng)器,從而為生物質(zhì)熱解提供所需的熱源。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)器中分開進行的,熱解產(chǎn)生的可燃氣體不會被燃燒產(chǎn)生的煙氣稀釋,因此,雙流化床氣化所產(chǎn)生的可燃氣體熱值與城市煤氣相當,屬于中熱值氣體,既可用作燃氣,也可用作化工合成氣的原料。3 影響生物質(zhì)氣化的主要因素在生物質(zhì)氣化過程中,當氣化爐類型確定后,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、燃氣成分焦油產(chǎn)量等都有重要的影響。相關(guān)學(xué)者對各個因素對氣化的影響做了研究,得出了大量研究結(jié)論。 氣化劑的影響生物質(zhì)氣化時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。在工業(yè)規(guī)模中,氣化劑一般是用空氣,~,出口氣體包括50%(體積分數(shù))的N8%~12%(體積分數(shù))的H2以及少量的CO、CHCCCOH2O和焦油。這個組成只適用于發(fā)電和供熱。水蒸氣氣化的出口氣組成和空氣氣化很不同,出口氣不再包括氮氣,氫氣的含量高達50%~55%(體積分數(shù)),同時還將得到大量的CHC2 、C3和焦油與HCO和CO2。另外,水蒸氣的二次催化重整,輕的碳氫化合物和大多數(shù)的焦油能被轉(zhuǎn)化成H2和CO、H2的量增加至70%~75%(體積分數(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。 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。通常認為,加熱速率越快,輕質(zhì)氣體越多,焦炭和混合物的產(chǎn)率越少?!?,油菜籽熱裂解熱解油產(chǎn)率最大(%),%,%,%%。Stenseng等研究了生物質(zhì)顆粒尺寸(小麥秸稈和3種纖維素)對熱解的影響,試驗在終溫600℃、加熱速率為40℃/min的條件下進行,顆粒尺寸大時,失重峰移向高溫區(qū)流
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