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气化反应器处理技术

发布时间: 2011-03-29     来源:

 气化反应器

生物质气化技术的核心是气化反应器(气化炉),气化炉也是生物质气化的主要设备。气化炉能量转化效率的高低是整个气化系统的关键所在,故气化炉型式的选择及其控制运行

参数是气化系统非常重要的制约条件。常见的反应器有固定床、流化床及携带床3种形式。

a) 固定床气化炉

按气体在炉内流动方向,固定床气化炉可分为下吸式、上吸式、横吸式及开心式气化炉几种类型。下吸式固定床气化炉的优点是:结构比较简单;工作稳定性好;可随时开盖添料;气体和生物质物料通过高温喉管区时,生物质在喉管区发生气化反应,而且焦油也可以在炭床上裂解为永久性气体。一般情况下,下吸式固定床气化炉不设炉栅,但如果原料尺寸较小也可设炉栅。其缺点是抽出气化气时要耗费较大的功率,且气化气的温度较高,需要冷却。上吸式固定床气化炉的优点是:向下流动的生物质原料被向上流动的热气体烘干、裂解,从而大大提高了炉子的热效率,并且热分解层和干燥层对气化气有一定的过滤作用。其缺点是:添料不方便;气化气中含焦油较多。横吸式固定床气化炉的特点是空气由侧向供给,产出气体由侧向流出。气体流横向通过燃烧气化区。它主要用于木炭气化。

b) 流化床气化炉

流化床气化炉的反应物料中常常有精选过的颗粒状惰性材料,在吹入的气化剂作用下,物料颗粒和气化剂充分接触,受热均匀,在炉内呈“沸腾”燃烧状态,气化反应速度快,气化气得率高,且炉内温度高而恒定,是唯一在恒温床上进行反应的气化炉,反应温度为700~850℃。另外,焦油也可在流化床内裂解成气体。流化床气化炉的缺点是结构复杂,设备投资较多,而且气化气中灰分较多。流化床气化炉分单床气化炉、循环气化炉和双床气化炉。单床气化炉只有一个流化床,气化后生成的气化气直接进入净化系统中;循环流化床与单流化床气化炉的主要区别在于气化气出口处设有气固分离器,可将气化气携带出来的炭粒和惰性材料颗粒分离出来,返回气化炉再次参加反应,从而提高了碳的转化率。双流化床气化炉类似于循环床气化炉,不同的是第1级反应器的流化介质被第%级反应器加热。在第2级反应器中进行裂解反应,在第2级反应器中进行气化反应,双流化床的碳转化率也很高。

c) 携带床气化炉

携带床气化炉是流化床气化炉的一种特例,它不使用惰性材料,气化剂直接吹动生物

质原料,不过原料在进炉前必须粉碎成细小颗粒。携带床具有气化温度高,碳的转化率高的优点,其运行温度高达1100~1300℃,碳转化率可达100%,并且气化气中焦油含量很少。但由于运行温度高,易烧结,故选材较难。采用不同气化炉及不同气化剂产出的气体成分不同,其热值也不同。