生物质气化技术综合试验台的设计与探索VIP免费

-1-/3生物质气化技术综合实验台的设计与探索崔亨哲宋秋任永志赵永辽宁省能源研究所关键词：生物质气化技术，热化学反应,综合实验台,生物质气化利用，气化反应前言：生物质气化反应是，在特定气化剂条件下的复杂而多向化学反应的总和.要分析和正确反映生物质气化反应的机理,并对气化反应的全过程进行控制,需要一套完备的综合实验台设备.综合实验台的可控性和完备性直接影响到,对生物质气化反应过程机理分析的正确性和准确性.这要求生物质综合实验台不但具备良好的可控性能之外,还要具备瞬时数据采集功能;并能将采集到的各个数据传输到计算机中进行数据处理和分析.本文通过首台生物质实验台的设计和制造并实际运行测试，得出了初步的设计理论。1.实验台的工艺设计方案:生物质气化综合实验台的气化产气系统工艺与目前正通用的实际秸秆气化应用领域中传统工艺系统基本相同,既应具备气化器、净化器、过滤器、鼓风机等基本设备单元.但做为综合实验台,在这基础上又要具备一套可靠完整的数据采集系统.这两个系统组成一个完整的生物质综合实验台的总工艺系统，生物质气化综合实验台的具体工艺流程如下图所示.工艺流程图根据实验台主要应用于教案和科研实验的实际情况和以往气化装置的设计经验,设计中首先确定了：实验台产气能力在～范围并有较好可控性的气化产气系统的设计方案,并适用的气化原料是生物质颗粒或块状的原料,气化剂是空气.按照此方案,设计出相应的气化炉,并围绕气化炉配齐相适应的净化设备和鼓风机及可控软硬件.1.气化产气系统的设计：在整套气化产气系统中，气化炉的性能直接影响整个气化产气系统的稳定可靠运行。本套实验台的气化产气系统工艺采用的是下吸式结构的气化炉.下吸式气化炉的结构特性，为了从气化反应核心过程中降低气化产气中的焦油含量提供了保障.因为气态下的焦油成分在较高的温度条件下,吸热反应之后可以进行再次裂解.从下吸式气化炉的结构来看,热解层和还原层分别位于其燃烧层上下部,这样在燃烧时产生的高温和热解层产生的混合气体都要经过高温区的燃烧层和炽热的碳层(还原层),为焦油成分的再次热解提供了高温环境和热源保障.同时，要提高气化效率和保证气化过程的稳定进行,必须有源源不断的充足的热源,在有限的空间内要产生足够量的热量,燃烧层附近的气化物料必须与气化剂（空气）充分接触和混合.这要求气化炉的喉管区要形成合理的空气流动场,有助于各反应层的形成.根据这些因素和要求,在气化炉的设计中采用了空气喷嘴轴线相切与特定半径的虚拟圆─这种独特的配风方式.这种配风方式从结构上保证了空气与气化物料的充分接触.在这基础上，在气化炉的空气入口管上配备了孔板流量计和控制阀,这样既能监控进入气化炉的空气流量,又能监控不同工况条件下所需要的单位空气流量.为了监控整个气化过程中的气化反应速度,在气化炉的底部安装了电子显示称;同时要监控各个反应区域的温度变化,在每个反应层附近设置了耐高温的热电偶，从而在整个气化炉结构设计选型和针对监控气化反应过程的控件利用,为了此生物质综合实验台的稳定可靠运行提供了有力的理论基础和结构上的保证.经过计算和经验推算，本套生物质气化综合实验台采用的下吸式生物质气化炉主要设计参数如下表：项目单位参数项目单位参数-2-/3木料或生物秸秆颗粒～设计气化效率原料处理量气化炉出口焦油含量<理论空气量气化炉喉部直径产气量气化强度气体热值气化炉出口气体温度℃～因为所采用的气化原料是颗粒状或块状的生物质；根据以往的经验,在气化过程中只产生少量的粉尘灰,因此完全可以取消单独的除尘设备.在本次综合实验台的设计中只采用了水喷淋净化设备,将密闭容器内的水通过水泵打入到特定的喷淋水室,高压后的喷淋水经喷淋水系上的各个喷嘴高速喷下,形成雾状的高速水珠.高速流下来的水珠与从下往上走的生物质气化混合气进行充分接触,同时生物质气化混合气体中的粉尘和微小颗粒状的碳和粉尘灰与水珠接触之后落下来,依此达到冷却和净化的目的.综合实验台的用途在实验室的教案和科研上，所以每必要长时间运行系统，因此没采用冷却循环水系统。做完相关实验之后可以排净喷淋塔内的喷淋水，等下次做实验时可重...