生物质气化炉原理图

 　　生物质气化炉原理图

　　生物质气化炉反应可分为氧化层、还原层、裂解层和干燥层。

　　1、氧化反应

　　生物质在氧化层中的主要反应为氧化反应，气化剂由炉栅的下部导入，经灰渣层吸热后进入氧化层，在这里通过高温的碳发生燃烧反应，生成大量的二氧化碳，同时放出热量，温度可达1000~1300摄氏度，

　　在氧化层进行的燃烧均为放热反应，这部分反应热为还原层的还原反应，物料的裂解及干燥提供了热源。

　　2、还原反应。在氧化层中生成的二氧化碳和碳与水蒸气发生还原反应。

　　3、裂解反应区。氧化区及还原区生成的热气体在上行过程中经裂解区，将生物质加热，使在裂解区的生物质进行裂解反应。

　　4、干燥区。经氧化层、还原层及裂解反应区的气体产物上升至该区，加热生物质原料，使原料中的水分蒸发，吸收热量，并降低产生温度，生物质气化炉的出口温度一般为100~300℃

　　氧化区及还原区总称气化区，气化反应主要在这里进行。裂解区和干燥区总称为燃料准备区。

　　生物质气化炉的工作原理

　　作为气化剂的空气从气化炉侧壁空气喷嘴吹入，其产出气的流动方向与物料下落的方向一致，故下吸式气化炉也称为顺流式气化炉。吹入的空气与物料混合燃烧，这一区域称为氧化区，温度约为900～1200℃，产生的热量用于支持热解区裂解反应和还原区还原反应的进行;氧化区的上部为热解区，温度约为300～700℃，在这一区域，生物质中的挥发分(裂解气、焦油以及水分)分离出来;热解区的上部为干燥区，物料在此区域被预热;在氧化区的下部为还原区，氧化区产生的CO2和碳、水蒸气在这一区域进行还原反应，同时残余的焦油在此区域发生裂解反应，产生以CO和H2为主的产出气，这一区域的温度约为700～900℃。由于来自热解区富含焦油的气体须经过高温氧化区和以炽热焦炭为主的还原区，气体中的焦油在高温下被裂解，从而使产出气中的焦油大为减少。



　　生物质气化炉的特点

　　a.为了使氧化区各部位的温度均匀一致，不至于产生死区和过热区，从而保证焦油裂解反应最大限度地进行，下吸式气化炉料斗下部的横截面尺寸变小，这个部位即所谓的“喉部”，“喉部”尺寸的大小决定了气化炉的产气能力和产气品质。

　　b.为保证物料与空气的充分混合，在“喉部”布置多个空气喷嘴。一般有外喷(空气由喉部外向中心喷射)和内喷(空气由喉部中心供气管向外喷)两种布置形式，其中第一种形式应用较多。

　　c.在料斗外壁，多数下吸式气化炉为增大换热面积而焊有翅片，目的是用产出气的热量预热料斗中的物料，同时也降低了产出气的温度，提高气化炉的热效率。

　　d.由于还原区位于氧化区下部以及高温区裂解反应的存在，使下吸式气化炉内产生了火焰温度稳定效应。即当反应温度偏高时，作为吸热的还原反应相对加剧，从而降低了气体温度;当反应温度偏低时，还原反应相对减缓，放热的氧化反应占优势，又使气体温度升高，火焰温度的稳定在800～1200℃，这样产出气成分也相对稳定。

　　e.由于截面积较小的“喉部”的存在，使下吸式气化炉在负荷适应能力方面受到了一定的限制，同样外形尺寸条件下，其产气能力要低于其它结构形式的气化炉，尤其是上吸式气化炉。

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生物质气化原理及固定床气化炉、流化床气化炉，生物 质燃气净化、燃烧和燃气动力装置等内容。 原文地址：http://www.china-nengyuan.com/baike/4527.html Powered by TCPDF ... ---摘自《生物质热解气化原理与技术》