目次
四、生物資氣化手藝概述
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四、生物資氣化手藝概述
(一)生物資氣化道理
生物資氣化是指將生物資質料(柴薪、鋸末、麥稈、稻草等)壓抑成型或簡略破裂加工處置后，送入生物資公用氣化爐中，在欠氧的前提下停止氣化裂解，從而取得的可燃氣體，按照利用須要偶然還要對產出氣經行污染處置從而取得優良的產品氣。
生物資氣化道理是在必然的熱力學前提下，借助于氣化介質（氛圍、氧氣或水蒸氣等）的感化，使生物資的高聚物發生熱解、氧化、復原、重整反映，熱解伴生的焦油進一步熱裂化或催化裂化成為小份子碳氫化合物，取得 CO、H2 和 CH4 等可燃氣體。
生物資由纖維素、半纖維素、木質素、惰性灰等構成，含氧量和揮發份高，焦炭的活化性強，因今生物資與煤比擬，具備更高的氣化活性，更合適氣化。生物資氣化首要包含氣化反映、分解氣催化變更和藹體分手污染進程（間接燃用的不必分手污染）。生物資氣化化學反映式（以氛圍為氣化介質）：
CH1.4O0.6+0.4O2+1.5N2=0.7CO+0.3CO2+0.6H2+0.1H2O+(1.5N2)
生物資氣化的首要參數：
1) 當量比
現實最好當量比為0.28，因為質料與氣化體例的差別，現實運轉中，節制的最好當量比在 0.2-0.28 之間。
2) 氣體產率
氣體產率約為1.9～2.8nm3/kg。
3) 氣體熱值
按照生物資質料的差別，所發生物資氣的熱值差別，參考《生物資氣的成分闡發表》
4) 氣化效力
氣化效力大于 80％。
按照質料的差別，產誕生物資氣的成分及熱值也不盡不異。
表 1 生物資氣的成分闡發表
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燃料 |
H2 % |
CO2 % |
O2 % |
CH4 % |
CO % |
CnHm % |
N2 % |
Hg kJ/m3 |
|
玉米芯 |
20.0 |
13.0 |
0.9 |
2.3 |
17.0 |
0.2 |
46.6 |
5317.6 |
|
茶殼 |
13.01 |
7.9 |
2.2 |
3.75 |
22.4 |
0.2 |
50.59 |
5298.5 |
|
木屑 |
13.76 |
10.5 |
0.4 |
4.04 |
23.4 |
1.0 |
46.9 |
6085.7 |
|
棉柴 |
11.5 |
11.6 |
1.5 |
1.92 |
22.7 |
0.2 |
50.58 |
4915.5 |
|
花生殼 |
21.0 |
17.6 |
0.8 |
2.1 |
15.5 |
0.9 |
42.1 |
5819.4 |
表２ 幾種典范燃氣及燃-空夾雜氣熱工性子對照
|
氣體品種 |
氣體低位熱值 （KJ/m3） |
現實氛圍量 （m3/m3） |
現實熄滅溫度（℃） |
燃-空夾雜氣 低位熱值（KJ/m3） |
|
自然氣 |
36586 |
9.64 |
1970 |
3438 |
|
焦爐煤氣 |
17615 |
4.21 |
1998 |
3381 |
|
夾雜煤氣 |
13858 |
3.18 |
1986 |
3315 |
|
發生爐煤氣 |
5735 |
1.19 |
1600 |
2618 |
|
沼氣 |
21223 |
5.56 |
3191 | |
|
秸稈生物資氣 |
5316 |
0.9 |
1810 |
2798 |
(二) 生物資氣化爐首要范例
按照生物資氣化進程的道理差別，生物資氣化爐首要分為以下幾種：
1) 牢固床氣化爐
（1）上吸式氣化爐
（2）下吸式氣化爐
（3）橫吸式氣化爐
（4）高興式氣化爐
2)流化床氣化爐
(三)生物燃氣的長處
生物燃氣除具備生物資燃料的普通特色外,還具備以下長處：
▲ 環保潔凈型氣體燃料；
▲ 熄滅特征好，燃盡率高；
▲ 含硫量極低，僅為燃料油的1/20 擺布，不必采用任何脫硫辦法便可到達環保請求；
▲ 含氮量極低，熄滅時不必采用任何脫硝辦法便可到達環保請求；
▲ 含灰分低；
▲“0”排放：生物資熄滅排放的CO2 與其在發展進程中接收的CO2不異，且替換了化石動力，削減了凈排放，按照《都門議定書》機制，生物資燃料 CO2 為生態“0”排放。
(四)生物燃氣的熱值、首要成分、熄滅產品
1）生物資氣體燃料的熱值：普通為 5～8MJ/m3。
2）生物資氣體燃料的成分：其首要可燃成分為 CO、H2 和 CH4和一些 C2H4 高份子碳氫化合物及少許焦油。
3）生物資氣體燃料的熄滅產品：生物資氣體燃料是一種可再生 的環保潔凈型動力，硫含量很低，首要熄滅產品為 CO2、H2O、 N2。
(五)生物燃氣的利用
生物燃氣，行將生物資質料在生物資氣化爐中經由進程高溫氣化，轉化為生物燃氣，替換燃料油或自然氣利用于汽鍋、鋼鐵窯爐、玻璃窯爐、陶瓷窯爐等各類熱工裝備。生物燃氣的品德優于此刻產業用的煤轉氣（水煤氣），含塵量和焦油含量更低、更環保。生物燃氣是一種很是潔凈的糊口和產業燃料，未經污染的生物資氣體燃料能夠間接經由進程管道保送利用到扎鋼加熱爐、煉銅反射爐、坩汽鍋、產業汽鍋及水泥反轉展轉爐和耐火資料地道窯等燃料品德請求較低的產業窯爐上；顛末除塵除焦等污染工序后，其利用規模可推行到陶 瓷窯爐、玻璃窯爐、熱風爐和電廠等燃料品德請求較高的產業窯爐上。
(六)工藝描寫
按照我小我處置這幾年氣化的研討和推行，今朝產業化的生物資氣化手藝首要為以下三個標的目的：第一為上吸式牢固床高溫燃氣氣化手藝；第二為沸騰床高溫燃氣氣化手藝，第三為上吸式牢固床中高溫燃氣氣化手藝。
上面別離從工藝、長處、錯誤謬誤及利用停止先容：
1) 上吸式牢固床高溫燃氣氣化手藝
工藝表示圖
首要長處：所產燃氣溫度大于 350℃，燃氣中的焦油成氣態存在，出產中不會有焦油產品。
首要錯誤謬誤：管路較永劫，焦油在管路中焦化，梗塞管路。
利用案例：今朝裝機量最多的一種，手藝來歷于廣州動力研討所，今朝廣東市場上大要有十余臺在利用，約有十余臺在扶植中（此中肇慶迪森公司一次下馬10臺，在扶植進程中）。據悉利用該種爐型最好的清遠麗珠汽鍋名目，清算管道周期為8天，即8天清算一次管路。
河源某制藥廠，生物資氣代替柴油的10噸汽鍋（投產日期2010.12）
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2) 沸騰床高溫燃氣打算手藝
工藝表示圖
（1）生物資燃料運輸車輛；（2）物料晉升機；（3）任務料倉；（4）進料螺旋給料機；（5）生物資氣化爐反映塔；（6）寧靜水封器；（7）燃氣分流閥；（8）生物燃氣除塵器；（9）燃氣溫度調理器；（10）燃氣管道；（11）高溫燃氣引風機；（12）生物燃氣合用窯爐；（13）煙囪；（14）回流煙氣管道；（15）回流煙氣引風機；（16）鼓風機；（17）高溫氛圍管道；（18）儲灰室；（19）排灰螺旋給料機
最大長處：對質料品德請求低，比方燃料的物理尺寸、物理密度、 能量密度及水份等請求比擬廣泛，單爐處置量大。
最大錯誤謬誤：是燃氣中含灰率較牢固床手藝高。
利用案例
深圳某鋼鐵廠，生物資氣化在鋼鐵加熱爐上的利用（投產日期 2010.7）
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3）上吸式牢固床中高溫氣化手藝
工藝表示圖
（1）上料機；（2）進料機；（3）控溫裝配；（4）爐本體；（5）主動爐排；（6）鼓風機；（7）排灰機；（8）風 室/灰室；（9）煤氣加壓風機；（10）熄滅器；（11）污染裝配；（12）汽鍋；（13）煙囪
最大長處：完成了持久運轉；
首要錯誤謬誤：高溫氣化手藝在出產中有焦油發生，需停止搜集和處 理；中溫氣化手藝在出產中不焦油發生，焦油進入窯爐停止燃 燒，對熄滅工況有必然倒霉影響。
利用環境：本手藝屬于氣化手藝范疇最新手藝，利用案例為2個： 一個為上吸式高溫氣化手藝案例，裝置于佛山某不銹鋼廠，由廣州薪光合公司設想；另外一個為上吸式中溫氣化手藝案例，利用于深圳某臺灣企業，用氣裝備為 10 蒸噸產業汽鍋，由東莞寶杰公司設想。
利用案例
佛山某不銹鋼廠，高溫生物燃氣替換重油用于不銹鋼亮光退火爐（投產日期2013.5）
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圖 7 高溫生物燃氣氣化爐體系
圖10中溫生物燃氣氣化爐體系
圖11中溫生物燃氣氣化爐體系啟爐進程中
圖 12 剎時汽鍋蒸汽流量
圖 13 剎時汽鍋蒸汽壓力（單元 MPa）
(七)生物資氣化爐的環保特征
1) 燃料主動持續進料，不會呈現生物資直燃的臟、亂、差景象；
2) 生物資氣化爐氣化進程中，爐內為微正壓，寧靜靠得住；
3) 一般出產時，氣化爐一切裝備壁表溫度小于80℃，合適國度相干劃定；
在氣化爐出產時，不會排聽任何煙氣、廢水，發生的炭灰，仍有經濟代價，顛末密封裝袋處置，既能夠做蚊香，也能夠用來做肥料等。