【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 能產(chǎn)約2m3可燃?xì)?，一?口之家每天需燃?xì)饧s5—6立方米。秸稈氣化工程從煤氣發(fā)生爐機(jī)組到用戶，全部工程主要有以下兩大部分：第一部分燃?xì)獍l(fā)生爐機(jī)組，機(jī)組主要由以下三部分組成：(1) 上料部分 經(jīng)過(guò)粉碎達(dá)到一定要求的秸稈，經(jīng)上料機(jī)送入氣化爐，上料機(jī)通常采用密封絞籠，對(duì)上料機(jī)的開(kāi)啟和關(guān)閉，可以根據(jù)發(fā)生爐的用料要求，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)落料。 (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)?，含有大量的焦油和灰分，?yīng)對(duì)其進(jìn)行凈化處理。 (3) 燃?xì)獾膬艋? 主要是清除氣體中的焦油和灰份，使之達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：＜10mg/m3。凈化系統(tǒng)由三個(gè)環(huán)節(jié)組成：氣體降溫、水凈化處理、焦油分離。 第二部分貯氣柜。它是儲(chǔ)存氣體的設(shè)備，主要用于燃?xì)鈿庠串a(chǎn)量與供應(yīng)量之間的調(diào)節(jié)。貯氣柜的結(jié)構(gòu)有外導(dǎo)架直升式、無(wú)外導(dǎo)架直升式、螺旋導(dǎo)軌式。貯氣柜容積是根據(jù)用戶每天的總用氣量來(lái)考慮，一般地，貯氣柜的容量應(yīng)占日供氣總量的40%—50%。 氣化爐是秸稈氣化的主要設(shè)備，氣化爐除由于原料不同而氣化產(chǎn)物有差異外，氣化時(shí)所吹入的氣體（空氣、氧氣或水蒸氣）的不同，所以產(chǎn)生的可燃?xì)怏w的成分也不同。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。氣化爐氣化過(guò)程的水蒸氣由燃料中所含的水分產(chǎn)生。在大型固定式氣化爐中，蒸汽還靠預(yù)熱的空氣帶入；在小型氣化爐，為了使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，水蒸氣的加入則是用滴水器來(lái)完成。目前所用的氣化爐有上吸式氣化爐，下吸式氣化爐和流化床式氣化爐 上吸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?。上吸式氣化爐工作過(guò)程及優(yōu)缺點(diǎn) 這種氣化爐有三種優(yōu)點(diǎn):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?xì)獾臏囟鹊?，氣化爐最下層是氧化層，這里有充足的空氣供燃?xì)馑?底部的木炭可以得到充分燃燒，故氣化率較高；二是可燃?xì)庵泻瑹嶂递^高的熱解產(chǎn)物，因此燃?xì)鉄嶂递^高；三是爐排受進(jìn)風(fēng)的冷卻，工作性能比較可靠。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。圖3 系統(tǒng)工藝流程圖 下吸式氣化爐工作過(guò)程及優(yōu)缺點(diǎn)生物質(zhì)原料由爐頂加料口投入料爐內(nèi)，作為氣化劑的空氣也由進(jìn)料口進(jìn)入爐內(nèi)。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。煤氣從還原層排出。下吸式氣化爐的熱解產(chǎn)物通過(guò)熾熱的氧化層，還原層而得到充分的裂解，因此焦油含量比上吸式低得多，這是下吸式氣化爐最大優(yōu)點(diǎn)，所以下吸式氣化爐在需要使用潔凈燃?xì)獾膱?chǎng)合得到了廣泛的應(yīng)用；它的另一優(yōu)點(diǎn)是它的加料端與空氣接觸,當(dāng)爐膛內(nèi)為負(fù)壓工況時(shí)，加料端不需要嚴(yán)格的密封，使得運(yùn)行中連續(xù)進(jìn)料成為可能，也可以進(jìn)行撥火操作。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。 影響下吸式氣化爐產(chǎn)氣質(zhì)量的因素下吸式氣化爐產(chǎn)氣系統(tǒng)是由下吸式氣化爐、粉塵焦油處理系統(tǒng)、羅茨風(fēng)機(jī)、貯氣柜等幾部分組成。在設(shè)計(jì)、操作過(guò)程中，哪一個(gè)環(huán)節(jié)都可能對(duì)產(chǎn)氣質(zhì)量、燃?xì)獬煞之a(chǎn)生很大影響：（1）喉口結(jié)構(gòu)即喉口直徑大小、喉口深度、進(jìn)風(fēng)位置是影響產(chǎn)氣效果、燃?xì)饨褂秃康年P(guān)鍵。如果喉口直徑過(guò)大或沒(méi)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。因此使空氣從喉口部位，即設(shè)計(jì)好的氧化層位置進(jìn)入，則可以較容易也控制氧化層、還原層反應(yīng)層次，從而保證氧化還原反應(yīng)在喉口部位進(jìn)行，也就從結(jié)構(gòu)上保證了可以連續(xù)穩(wěn)定地得到高質(zhì)量的可燃?xì)怏w。（2）進(jìn)風(fēng)量直接影響氣化爐產(chǎn)氣質(zhì)量如果進(jìn)風(fēng)量大，則反應(yīng)快、產(chǎn)氣多，但易造成過(guò)氧燃燒，反應(yīng)溫度高，燃?xì)庵锌扇汲煞稚?、燃?xì)鉄嶂档?，甚至不能燃燒，還會(huì)將大量未經(jīng)反應(yīng)的炭粉顆粒帶到后續(xù)設(shè)備中，不僅造成浪費(fèi)，也使后續(xù)處理設(shè)備負(fù)擔(dān)增加，影響處理效果。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。燃?xì)庵锌扇汲煞稚?，焦油含量多，還易產(chǎn)生明火、噴火等不利于安全的現(xiàn)象。因此，要求所選羅茨風(fēng)機(jī)與氣化爐后續(xù)處理設(shè)備相匹配，合理分配它們各點(diǎn)的壓力降，并根據(jù)氣化爐運(yùn)行的不同階段，通過(guò)回流調(diào)節(jié)閥靈活調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)量。（3）物料的干濕度、顆粒大小和密度對(duì)產(chǎn)氣效果影響很大下吸式氣化爐對(duì)物料含水量要求一般在20%左右，低于10%時(shí)，燃?xì)庵蠬CH4含量減少，熱值下降；高于30%時(shí)，則產(chǎn)氣不夠，甚至不產(chǎn)氣，而焦油含量卻時(shí)顯升高。顆粒過(guò)大，透氣性差，建立不起時(shí)顯的反應(yīng)層，不產(chǎn)生可燃?xì)怏w，過(guò)大，原料易搭橋，導(dǎo)致進(jìn)風(fēng)量過(guò)大，產(chǎn)氣效果不好，物料密度大，燃燒時(shí)間長(zhǎng)，穩(wěn)定燃?xì)獬煞趾?、熱值高、粉塵少、焦油少。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)。（4）司爐工的操作方法和對(duì)設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)的好壞對(duì)燃?xì)赓|(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。物料添加均勻，根據(jù)不同運(yùn)行階段控制進(jìn)風(fēng)量，嚴(yán)格按要求定時(shí)清灰、排污、換水，以產(chǎn)生較好質(zhì)量的燃?xì)?。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。流化床氣化爐的物料是具有一定粒度的固體燃料，當(dāng)通過(guò)燃料顆粒之間的氣流速度達(dá)到某一值時(shí)，微細(xì)顆粒之間會(huì)產(chǎn)生分離現(xiàn)象，少量顆粒在小的范圍內(nèi)振動(dòng)或游動(dòng)，燃料層由靜止向流動(dòng)轉(zhuǎn)化。繼續(xù)提高氣流速度，全部微細(xì)顆粒被吹起而懸浮于氣流之中，但不被吹出。此時(shí)即為“流化床”狀態(tài)，氣化介質(zhì)和顆粒料充分混合，具有流體的性質(zhì) 。流化床氣化爐有；單流化床、雙流化床、 循環(huán)流化床、 攜帶流化床四種類型。圖5 流化床5 下吸式秸稈氣化爐的設(shè)計(jì)說(shuō)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。下層爐體內(nèi)加水套，內(nèi)砌耐火材料。為保證物料的充分燃燒和二氧化碳的充分還原，特設(shè)計(jì)噴嘴等部件（如圖6），空氣可以從噴嘴均勻地流經(jīng)反應(yīng)區(qū)的整個(gè)截面，使反應(yīng)區(qū)截面上的溫度均勻一致，不致出現(xiàn)低溫死區(qū)和架橋現(xiàn)象。 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(guò)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。如果在爐內(nèi)加少許干樹(shù)根，與秸稈一起氣化則效果更佳，因?yàn)闅饣瘯r(shí)加入干樹(shù)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。圖6 層式下吸式秸稈氣化爐外形、加工工藝及各結(jié)構(gòu)的功用（圖見(jiàn)附件1）該零件的外殼均用球墨鑄鐵材料澆鑄，因?yàn)檫@種鑄鐵可鑄性佳且價(jià)格較低廉。內(nèi)部耐火泥選用可塑性耐火泥（見(jiàn)表6）。表6 耐火泥理化指標(biāo)耐火泥功能特點(diǎn)。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3640kg/箱(1700176。C)輕質(zhì)耐火泥LW10S44頂部390mmX390mm的方形孔是氣化爐的進(jìn)料口，是和進(jìn)料輸送管道相連接的進(jìn)料口的加工：（1）用長(zhǎng)450mm寬60mm厚5mm的球墨鑄鐵板根據(jù)圖上結(jié)構(gòu)首尾相連進(jìn)行焊接；（2）在其上鉆直徑為11的12mm個(gè)均布的連接通孔；（3）用高為70mm寬410mm厚5mm的四塊球墨鑄鐵板進(jìn)行相互垂直焊接以形成筒。（4）兩者進(jìn)行垂直焊接既構(gòu)成了直接與上層爐筒相連的進(jìn)料口。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(shí)要將底部寬20mm高10mm的連接邊連同爐筒一次澆注出來(lái)。（2）將直徑為1210mm厚度為70mm中部帶有390mmX390mm的方孔的球墨鑄鐵圓板焊接于爐筒上部，其距離頂部尺寸為20mm。（3）將連接邊的連接表面進(jìn)行銑削加工，以保證連接的緊密性；。連接邊的兩外露棱邊需進(jìn)行45度的倒角，以避免在安裝和使用過(guò)程中劃傷工人。（4）在連接外邊上鉆16個(gè)直徑為11mm的均布連接通孔。（5）用4根長(zhǎng)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。（6）將4根彎管分別兩兩對(duì)稱焊接于鑄鋼筒外表面，與底面相距210mm。其作用是安裝和維修時(shí)拆卸時(shí)方便提升和移動(dòng)。（7）在爐筒內(nèi)部搪以80mm厚的可塑性耐火泥。這種耐火泥不僅能達(dá)到爐內(nèi)工作溫度的要求，還不會(huì)因?yàn)闋t子熱長(zhǎng)冷縮的體積變形而脫落。作用是將爐內(nèi)溫度降到3050度，方便工人操作時(shí)靠近。（8）在爐筒表面涂以鋼結(jié)構(gòu)耐熱防銹漆。 下層爐筒的材料選擇、加工工藝及各結(jié)構(gòu)的功用（圖見(jiàn)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(jiàn)表6）。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(lái)。并在上面澆鑄出循環(huán)水的進(jìn)出孔、出灰孔及進(jìn)氣孔。（2）將連接邊的連接表面進(jìn)行銑削加工，以保證連接的緊密性；。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(lái)。最后焊接于距爐子上連接表面540mm處。（4）將外徑1210mm內(nèi)徑1050mm寬10mm水箱上底板用鑄鋼澆鑄出來(lái)。最后焊接于與爐子上面平齊處。（5）在連接外邊上鉆16個(gè)直徑為11mm的均布連接通孔。（6）澆注水箱內(nèi)壁。用球墨鑄鐵在澆注模上直接澆注成540mm高30mm厚外徑1110mm的圓筒，并在上面澆鑄出循環(huán)水的進(jìn)出孔及進(jìn)氣孔。其上帶有向內(nèi)的110mm的直鉤是用做支撐爐橋的。最后通過(guò)焊接方式安裝于上下底板之間。（7）在水箱內(nèi)壁搪以80mm厚的耐火泥，其作用已經(jīng)敘述。（8）將直徑1210mm厚30mm的圓形球墨鑄鐵底板焊接于距上聯(lián)結(jié)平面1650mm處。（9）將兩根孔徑分別為15mm和20mm壁厚10mm的長(zhǎng)500mm的進(jìn)出水管用焊接的方式如圖安裝于爐筒上。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。（10）鑄造煤氣出口。用球墨鑄鐵按圖示尺寸及形狀鑄造管狀煤氣出口，再在上面鉆以8mm個(gè)直徑為11mm的聯(lián)結(jié)孔。最后將其以圖上尺寸焊接于爐筒上。（11）按圖上形狀和尺寸鑄造出灰孔和用以安裝出會(huì)孔蓋的基座。并焊接于其上。 （12）在爐筒表面涂以鋼結(jié)構(gòu)耐熱防銹漆。、加工工藝及各結(jié)構(gòu)的功用（圖見(jiàn)附件3）該零件全用球墨鑄鐵鑄造。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。（2）將9根外徑50mm內(nèi)徑40mm的鑄鐵管以圖示位置焊接于環(huán)形圈上。（3）在中間管子上的長(zhǎng)度中點(diǎn)位置上鉆直徑40mm的孔。（4）在澆鑄