新闻资讯

上吸式生物质气化炉特点及工作原理

2021-03-29

  上吸式生物质气化炉:是指气化炉产生的燃气从上部被抽出(上部出气)

固定床上吸式气化炉的工作过程如下图所示,它一般以大小为2.55cm的木块或硬质秸秆为原料,在上部供料口投入,在炉内形成堆积层,然后依靠重力逐渐由顶部移动到底部;气化剂(空气、氧气、水蒸气或者这些气体的混合气体)从底部进入,以上升气流形式供给,气化反应由下部向上部推进;燃气从上部排出。

河南电研新能源科技有限公司河南电研新能源科技有限公司

固定床上吸式生物质气化炉工作原理

 

固定床上吸式气化炉从上到下的反应层分别为:①干燥层,②干馏(热解)层,③还原层,④氧化层,⑤灰层。

各层区的工作原理或发生的反应如下所示:

①干燥层:不发生反应,原料在干燥层遇到下方上升的热气流,脱去水分。

 

②干馏(热解)层:原料受热发生裂解反应,在反应中,生物质中大部分的挥发分从固体中分离出去,裂解反应方程式为:

 

                                                                                                                                      河南电研新能源科技有限公司

 

 

式中,为生物质的特征分子式;为气化时由具体情况待定的平衡常数。裂解反应的主要产物为炭、氢气、水蒸气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、焦油及其他烃类物质等,这些热气体继续上升,进入到干燥层,而炭则进入下面的还原层。

 

③还原层:在还原层已经没有氧气存在,在氧化层生成的二氧化碳在这里同炭及水蒸气发生还原反应,生成一氧化碳和氢气。

河南电研新能源科技有限公司

 

还原层的主要产物为一氧化碳、二氧化碳和氢气,这些热气体同氧化层生成的部分热气进入上部的干馏层,而没有全反应完的炭则落入氧化层。

 

④氧化层:气化剂(空气)由气化炉底部进入,在经过灰渣层时与热灰渣进行换热,被加热的热气体进入气化炉底部的氧化层,反应方程式为:

河南电研新能源科技有限公司

 

在氧化层进行的均为燃烧反应,并放出热量,也正是这部分反应热为还原层的还原反应、物料的干馏和干燥提供了热源。在氧化层中生成的热气体(一氧化碳、二氧化碳)进入气化炉的还原层,灰则落入下部的灰室中。

 

通常把氧化层及还原层合起来成为气化层,气化反应主要在这里进行;而干馏层及干燥层则统称为燃料准备区或叫做燃料预处理区。

综上所述,在气化炉内截然分为几个层的情况实际上并不如此。事实上,一个层可以局部地渗入另一个层,由于这个缘故,所述过程多多少少有一部分是可以互相交错进行的。