生物質氣化爐原理

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生物質氣化爐原理范文第1篇

關鍵詞：生物質氣化；固定床氣化爐；出渣系統，干式出渣；出渣方式

【分類號】TK6

生物能源屬于新能源和可再生能源，也是一種清潔能源，生物能源的發展可降低對石油、天然氣和煤炭等傳統能源的依賴，對改善環境及實現可持續發展戰略目標具有重大意義，是國家大力扶持的行業。生物質氣化是獲取生物質能源的利用方式之一，固定床氣化爐是生物質氣化最常用的爐型之一，出渣系統作為生物質氣化主要系統之一，出渣系統是否有效可靠直接制約著生物質氣化的規模化和產業化。所以，一種經濟可靠的出渣系統顯得尤為重要。

1 固定床氣化爐排渣的基本要求

固定床氣化是在完全或部分缺氧條件下，借助于部分空氣（或氧氣）、水蒸氣的作用，使生物質揮發分中的高聚物發生熱解、氧化、還原、重整反應，熱裂化或催化裂化為小分子化合物，獲得含CO、H2和CH4等可燃氣體的過程。生物質氣化后產生的灰渣主要有大量木炭和少量爐渣，出渣溫度在200℃-300℃間，高溫灰渣遇到空氣即會馬上劇烈燃燒，多余的氧氣跟燃氣接觸會產生爆炸，所以固定床氣化爐出渣在隔絕空氣的情況下進行的，在排渣過程中不允許有大量空氣進入固定床氣化爐。

2 傳統排渣方式原理及特點

在煤氣化中常采用鏈條刮渣機出渣方式，固定床氣化爐出渣斗直接伸到鏈條刮渣機箱體，箱體內充滿水，通過水來冷卻灰渣和密封。鏈條刮渣機由電機帶動，通過底下鏈條上刮板將灰渣刮出后在通過輸渣皮帶輸送到料坑儲存。鏈條式刮渣機驅動采用標準金屬滾子鏈，其抗拉強度和耐磨性強，在鏈節上焊接刮板支架，不必用刮板專用鏈節，增減刮板自如，灰渣密度必須是比水重，刮板能有效的與灰渣接觸。

3 傳統排渣方式存在的問題

鏈條式刮渣機在生物質固定床氣化爐中應用時出現很多問題，刮渣機在運行過程中因設計、制造等原因，經常出現傳動鏈卡鏈、跳鏈、繃斷，兩套圓環鏈因受力不均而出現不等長，刮板和殼體的刮、卡、碰等現象。主要表現在如下方面：

1）生物質氣化后的灰渣主要是木炭，密度比水小，在采用水封式密封時，下渣斗水面往上段長期有大量木炭漂浮，導致水面上大量碳渣堆積，使下渣斗變形。

2）在刮渣機運行時，在上部的刮板往后運動時會把漂浮的木炭刮后部，在刮板擠壓的作用下，后部木炭堆積密實，引起刮渣機卡死，在刮渣機運行過程中，由于鏈條的跑偏又會引起單位時間內撈出的渣偏少，導致兩次排出的渣在時間間隔內不能全部撈出。隨著碳渣的逐漸積累，導致刮渣機的負荷越來越大，特別是在剛排渣結束時，隨著撈渣機內的渣沉積在底部，對刮板的阻力逐漸增大，導致驅動電機超電流而跳車。此外，每次排的渣都或多或少地含有一些細渣，這些細渣很容易粘在刮板上，并且在撈渣機上部脫落積累，會增加撈渣機的負荷，使撈渣機在運行過程中電流增大和鏈條受的力增大，導致撈渣機跳車和鏈條出現斷裂現象。

3）隨著刮渣機運行時間的延長，主鏈輪在和鏈條咬合的部位會逐漸出現磨損，在鏈條的強度不夠時，鏈條也會變長。當磨損增加到一定程度時，主鏈輪和鏈條咬合后會脫不開，造成撈渣機跳車，甚至帶來刮板脫落和變形，給檢修工作帶來很大的被動，甚至會影響生產。

4）固定床氣化爐排渣過程中為保證水封效果，需不停補水和排水，產生的廢水PH值在8-10之間，一來對鏈條式刮渣機連接處腐蝕嚴重，容易造成漏水，二來廢水不能直接排放，需處理排放或者處理回用，這無疑增加了生產成本。

5）輸渣皮帶存在著回程渣量大、托輥磨損嚴重、皮帶易跑偏、檢修任務重和需要專人清渣維護等問題。存在上面問題的主要原因是因為碳渣中含有細渣，這些較細的固體會在皮帶表面粘上一層，不易清除，導致回程的渣量較大，這些細渣夾雜在皮帶和托輥之間，由于細渣較硬加劇了托輥的磨損和皮帶跑偏。

4 改進措施

針對排渣系統存在的問題和原因，結合項目工藝特點和生產條件，考慮到固定床氣化爐出渣大量木炭可以回收利用或者銷售，最終提出如下改進方案：

4.1.1干式排渣系統排渣原理

固定床氣化爐下安裝一個高溫鎖氣器，當排渣時，將鎖氣器打開，讓碳渣落到灰渣倉，排完渣后，將鎖氣器關閉，然后啟動排渣螺旋，排渣螺旋工作時，打開排渣螺旋上方的噴頭，水霧和碳渣接觸降溫，排渣螺旋出來的碳渣通過鏈條刮板機輸送到灰渣池。

4.1.2 干式排渣系統排渣優點

1）干式出渣系統的水消耗量為零，10臺3000Nm?固定床氣化爐每年節約水量為2600噸，節約水資源，無污水的排放 。

2）干式出渣系統的碳渣含水量能滿足用戶的要求，不需要再進行后處理即可直接銷售，大大節約后續處理的費用，降低生產成本，也避免了后續處理帶來的環境污染問題。

3）系統自動運行時，與水力出渣系統和傳統機械出渣系統相比，系統的操作費用是可以忽略的。自動控制只需要操作人員的監督和少量維護。系統可實現連續或非連續操作，灰渣倉的存儲空間足夠存儲固定床氣化爐8小時的出渣。

4.1.3 改造費用和效益計算

根據安裝公司給出的材料清單及報價，以及我們所需要配備的材料與設備，每臺固定床氣化爐技改的花費大約在2萬元左右，十臺造氣爐總共的花費在20萬元左右，投運后一年年可收回成本，具體效益如下：

4.1.3.1 效益計算

相對于鏈條式刮渣機出渣系統：每臺刮渣機每天產生的廢水大概是1噸，每噸廢水處理費用需要3元，一年廢水處理費用為7920元。因氣化爐的碳渣中木炭占80%以上，故刮渣機出渣時容易堵渣，鏈條和刮板容易變形卡死，需經常更換維修，按運行一個月統計，平均每天需要通渣檢修3次，算上人工費和維修費每年每臺超1萬元，十臺共10萬元，10臺固定床氣化爐整體改造完成，每年可以節省至少10萬元，另外需增加一套碳渣干燥設備，花費大概在15萬元。

相對于鏈條式刮渣機出渣系統：水力輸渣系統中碳渣每年需帶走約2600噸循環水，約5200元，碳渣干燥設備每年的運行費用約20萬。

5 結論和建議

目前國內的水資源比較緊張，尤其是在我國的西北部地區，固定床氣化爐傳統鏈條刮渣機排渣系統和水力排渣系統的高耗水量已經嚴重限制了生物質氣化的經濟性。

與傳統鏈條刮渣機排渣系統和水力排渣系統相比，干式出渣系統具有系統更簡單、占地面積小、節約用水、無廢水排放、對環境污染小、自動化程度高、運行維護費用低、碳渣綜合利用范圍廣等特點，特別是手動爐排的固定床氣化爐，因其碳渣含碳量高達80%，具有很高的經濟利用價值，市場需求量大。所以，不管從改造成本還是運行成本上，干式出渣系統在固定床氣化系統中更具優勢，選擇干式出渣系統也將成為一種趨勢。

參考文獻：

[1] 劉振峰 李 磊. 殼牌煤氣化裝置排渣系統改造[J]. 中國高新技術企業， 2013，4（247）：103-105

[2] 石文秀. 殼牌和德士古煤氣化排渣系統[J]. 當代化工，2009，38（4）：426-428，438

生物質氣化爐原理范文第2篇

秸稈氣化技術和農村集中供氣系統是近幾年發展起來的新的技術工藝。該技術工藝是秸稈類生物質在缺氧條件下，經過外部加熱，使生物質中的C、H、O等元素轉變成CO、H2、CH4等可燃氣體，通過管道網絡供給農民。這種技術既改變了農民直接燃燒生物質以獲取能源的傳統方式，又適應了部分農民由于生活水平提高而對高品位燃料的需求。

一、秸稈氣化的基本原理

氣化是指將固體或液體燃料轉化為氣體燃料的熱化學過程。當秸稈類物料燃燒時，需要一定量的O2，如果提供的O2等于或多于這個值，秸稈便可以充分地燃燒，最后的殘余物為灰分。如果提供的O2量很少，秸稈在燃燒過程中便不能全部燒掉，提供的O2越少，沒能燒掉的可燃成分就越多，這些可燃成分包括炭、CO、H2和CH4等。4個反應區的氣化過程如下。

1　秸稈的氧化反應

氣化劑(空氣)由氣化爐的底部進入，在經過灰渣層時被加熱。加熱后的氣體進入氣化爐底部的氧化區，同熾熱的炭發生燃燒反應，生成CO2并同時放出熱量。由于是限氧燃燒，O2，的供給不充分，因而不完全燃燒反應同時發生，生成CO，同時也放出熱量。在氧化區，溫度可達1000～1200℃。反應為：

C+O2=CO2+AH　H=408.8kJ

2C+O2=2CO+H　H=246.44kJ

在氧化區進行的均為燃燒反應，并放出熱量，也正是這部分反應熱為還原區的還原反應、物料的裂解和干燥提供了熱源。在氧化區中生成的熱氣體CO和CO2進入氣化爐的還原區，灰則進入下部的灰室中。

2　還原反應

在還原區已沒有O2存在，在氧化反應中生成的CO2在這里同炭及水蒸氣發生還原反應，生成CO和h2。由于還原反應是吸熱反應，還原區的溫度也相應降低，為700～900％。

還原區的主要產物為CO、CO2和h2，這些熱氣體同氧化層生成的部分熱氣體進入上部的裂解區，而沒有反應完的炭則落入氧化區。

3　裂解反應

在氧化區和還原區生成的熱氣體，在上行過程中經過裂解層，同時將秸稈加熱，秸稈受熱后發生裂解反應。在反應中，秸稈中大部分的揮發分從固體中分離出去。由于秸稈的裂解需要大量的熱量，在裂解區溫度降到400～600％。

裂解區的主要產物為炭、h2、水蒸氣、CO、CO2、Ch2、焦油及其它烴類物質(CmHn)等，這些熱氣體繼續上升，進入到干燥區，而炭則進入下面的還原區。

4　秸稈的干燥

氣化爐最上層為干燥區，從上面加入的物料直接進入到干燥區，濕物料在這里同下面3個反應區生成的熱氣體產物進行換熱，使原料中的水分蒸發，該層溫度為100～300℃。干燥層的產物為干物料和水蒸氣，水蒸氣隨著下面的3個反應區的產熱排出氣化爐，而干物料則進入裂解區。

通常把氧化區及還原區合起來稱作氣化區，氣化反應主要在這里進行。裂解區及干燥區則統稱為燃料準備區或燃料預處理區，在這里反應是按照干餾的原理進行的，其載熱體是來自氣化區的熱氣體。

在氣化爐出口，產出氣體成分主要為CO、CO2、h2、Ch2、焦油及少量其它烴類，還有水蒸氣及少量灰分。氣體經過凈化后，便可送入儲氣柜儲存，供居民使用。

二、秸稈氣化的主體組成

氣化爐是秸稈氣化集中供氣系統的核心設備。在秸稈氣化集中供氣系統中大部分采用下吸式固定床氣化爐，主要由內膽、外腔及灰室組成。

進入到氣化爐內的秸稈最初在物料的最上層，即處在干燥區內。由于受外腔里的熱氣體及內膽里熱氣體的熱輻射，水分蒸發了，秸桿變成干物料。隨著物料的消耗，秸桿向下移動進入裂解區。由于裂解區的溫度高，達到了揮發分溢出溫度，因而秸稈開始裂解，揮發分氣體開始產生，干秸稈逐漸分解為炭、揮發分及焦油等。而生成的炭隨著物料的消耗而繼續下移進入氧化區。在氧化區，由裂解區生成的炭與氣化劑中的O2進行燃燒反應生成CO2、CO。沒有在反應中消耗掉的炭繼續下移進入還原區，與裂解區及氧化區生成的CO2，發生還原反應生成CO，炭還與水蒸氣反應生成h2和CO。

氣化過程中空氣的供給是靠系統后端的容積式風機的抽力實現的。大多數的秸稈氣化爐都是在微負壓的條件下運行，進風量可以調節。

從秸稈氣化爐中生成的可燃氣體含有雜質，且溫度太高，并不適合直接送給用戶使用，必須進行凈化。凈化秸稈氣的主要目的是除去灰分、炭顆粒、水分、焦油及冷卻。凈化系統中常用設備為旋風分離除塵器、噴淋塔、液滴分離器和生物質過濾器。

1　旋風分離器

旋風分離除塵器是應用最廣。也是最有效的除塵設備。在秸稈氣化集中供氣系統中采用的是切流式旋風分離除塵器。需凈化的秸稈氣通過連接管沿切線方向進入旋風分離的圓筒部分，懸浮在秸稈氣中的灰分、炭顆粒等粒子靠離心力的作用被拋向器壁。粒子由于與器壁的摩擦而失去其活動力，受重力的作用而落至旋風分離器底部的圓錐部分，從旋風分離器底部的排放孔定期排出。已除塵的秸稈氣通過位于旋風分離器中心線上的排氣管道排出。

氣體的除塵效果與氣體進入旋風分離器內的速度大小有關。秸稈氣的進氣速度太小，除塵效果不明顯：進氣速度太大，會將已沉降的塵粒重新吹起來。適宜的進氣速度是15～20m／s。旋風分離器的直徑越小，氣體的除塵就越完善。在保持氣體最適宜的速度條件下，直徑減小可使氣體的旋轉次數增加。

為了提高除塵效果，實際上常常使用多個旋風分離 器，將它們并聯或串聯。串聯時的除塵效果更好，但卻增大了系統阻力。

2　噴淋塔

很多秸稈氣化集中供氣系統中都使用噴淋塔來凈化秸稈氣。噴淋塔的作用不是單一的而是多樣的，它既可以除塵、除焦油，也可以冷卻秸稈氣。絕大多數的噴淋塔為圓形截面。被冷卻的氣體從下面送入，噴淋水則由上面送入，這樣就形成了水和氣體的相對流動。含雜質氣體在由下至上流動過程中，經過一排排向下噴淋的液滴，液滴可以捕捉氣體中的雜質，并冷卻氣體，從而達到除塵、除焦油并冷卻秸稈氣的目的。

3　文氏管洗滌器

文氏管洗滌器是另一種濕法除塵設備。當含塵氣體通過文氏管時，利用文氏管的收縮管徑。使氣體的流動速度增加。由于氣體流速增加使得文氏管內的壓力降低，從而使管外的液體通過小孔被吸入到管內，同時液體被霧化成細小液滴，吸附塵粒子。霧滴與氣體問的相對速度很高，高壓降文氏管可清除小于1μm的微小顆粒很適于處理粘性粉氣體。一般情況下，氣體經過文氏管加速后，流速應控制在60～120m／s。

4　液滴分離器

大多數情況下，秸稈氣在經過濕法除塵冷卻后。都會帶入一定的水分，所以去除水分也是氣體凈化過程中必須的。通常的除水分設備為液滴分離器，也就是液滴捕集器。氣體在通入液滴分離器后，由于撞到設置在分離器內的不同方向的擋板，而使氣體的流動速度及方向都發生改變。撞擊到擋板上的液滴在重力的作用下下落，從而使液滴從氣體中分離出來。

5　生物質過濾器

生物質過濾器是利用顆粒層過濾原理對氣體進行凈化，它是秸稈氣化集中供氣系統中比較有效的、經濟實用的凈化設備。當秸稈氣通過濾料時，氣體中的雜質、微細炭顆粒、水分、焦油等被過濾器濾料的多孔體表面吸附。在秸稈氣化集中供氣系統中一般采用不同粒度等級的木屑、玉米芯作為濾料，所以稱作生物過濾器。當木屑或玉米芯吸附物達到飽和狀態時，應以新的木屑、玉米芯替換下來，并將舊的作為氣化原料投入氣化爐，這樣可以減少二次污染。

生物質過濾器有以下幾個特點：(1)除塵效率高，總除塵效率一般為98％～99.9％；(2)適應性廣；(3)處理氣體量、氣體溫度和入口含塵濃度等的波動對除塵效率的影響較小；(4)濾料來源廣、價格便宜，而且不用水，設備阻力中等。

在秸稈氣化系統中所采用的生物質過濾器通常為固定床多層過濾器，有水平床層和垂直床層2種。

6　羅茨風機

羅茨風機是燃氣工程中最常用的燃氣加壓設備。它在殼體中有一對“8”字形的轉子，運行時一個轉子順時針旋轉，另一個轉子逆時針旋轉。這種旋轉運動使轉子與壁面之間包圍的空間體積產生周期性變化。從而對其間的氣體產生壓縮。提高了燃氣壓力。

如果忽略氣體沿轉子之間和轉子與壁面之間的間隙回流。羅茨風機可以看成是容積式輸送機，即氣體流量受壓力影響很小，可以保持燃氣發生系統的穩定運行。

7　儲氣柜

儲氣柜是燃氣輸配系統中的關鍵設備，它的作用是：(1)儲存部分燃氣，用以補償用氣負荷的變化，保證燃氣發生系統的平穩運行。集中供氣系統的用氣高峰集中在一日三餐的炊事時間，平時只有零星用氣。儲氣柜在非用氣高峰時儲存部分燃氣，而在用氣高峰時放出來以補充氣化機組不能及時供應的部分燃氣量。(2)為燃氣管網提供一個恒定的輸配壓力，保證燃氣輸配均衡，使管網內所有的燃氣灶都能按照額定的壓力正常燃燒。

燃氣輸配系統中常用的儲氣柜有2類：低壓濕式儲氣柜和低壓干式儲氣柜。

8　輸氣管網

輸氣管網分室外和室內2個部分。煤氣輸送外網可采用水煤氣鋼管和PE管2種。前者造價低，后者造價雖高，但壽命長。戶內使用鍍鋅管，并配有煤氣表。輸氣管網應按國家有關規定進行管徑計算和管路施工。

三、系統在操作、運行和管理中應注意的問題

1　正確選擇技術類型及主要設備

系統在使用前須詳細正確地分析本地的實際條件。根據具體實際情況和現有條件，選擇相應的設備和技術類型，這樣才能正確有效地發揮秸稈氣化技術。如果設備或技術類型選擇不當，輕者系統運行不暢、故障頻繁、維修費用增高、達不到投資預期目的，重者整個系統無法運行、設備損壞，甚至還有安全隱患。

2　嚴格控制秸稈氣的質量

秸稈氣化產出氣體的質量是保證應用系統正常運行的前提。操作人員應嚴格遵守設計單位出具的技術說明、操作規程和維護保養條例，按規定操作運行，從而保證生產的正常運行，能得到高質量、合格的氣體。

3　保證安全生產

秸稈氣易燃、易爆、有毒，而且原料也是可燃的，因此增強有關人員的安全意識是非常必要的。首先，從設計上就必須按照國家有關防火防爆規定進行設計；其次，在設備的制造安裝過程中也必須遵照國家的規定，儲氣柜的制造安裝及輸氣管網的安裝都必須由國家有關部門認可的有資質的單位來執行的；系統的生產和運行也必須符合國家有關規定。

4　提高人員素質

在農村使用此類技術，要注意安全使用常識的宣傳。管理人員和操作人員應了解有關基本知識，并掌握所用技術的基本原理，并能夠對設備故障作簡單的處理。否則，也會造成重大事故。

生物質氣化爐原理范文第3篇

看到眾多的學員及商因為學習寧陽秸稈氣化爐技術而取得了很好的經濟收益，山東寧陽秸稈氣化爐廠的許國慶廠長打心眼里高興。身為國內秸稈氣化爐行業的指導者和領路人，許國慶廠長一邊倍感自豪，一邊深感壓力，在氣化爐市場日益成熟的形勢下，消費者的選擇也越來越理性，對廠家的要求也越來越高，不但要看產品的質量，還要看有沒有技術更新研發的能力及相關配套產品。因此，許國慶廠長不斷的組織技術人員攻關，對秸稈氣化爐進行技術上的改進和創新。如果細心的讀者就會發現，寧陽秸稈氣化爐一次次的改造、升級，使秸稈氣化爐更加完美，更加成熟。

就在紅外線灶頭推向市場之際，寧陽氣化爐升級換代產品也在不斷的推陳出新。針對以前老一代氣化爐在使用中存在的種種弊端，新產品做出了五大改進：1、獨特的凈化裝置，最新研究的凈化器能夠使油、水、氣完全分離，讓老百姓徹底告別了油煙時代，用上了比液化氣還要干凈的秸稈燃氣，因該凈化器屬國內首創，所以一般造假者是模仿不了的。2、增加了壓料裝置。壓料裝置在氣化爐的下面，裝有壓料裝置的氣化爐在不能產生時，不必停風機，不用加料，只需用手將壓料器往下壓幾下即可燃燒1小時以上，并且可循環使用，尤其適用于使用玉米、小麥、水稻等秸稈作燃料的用戶，因為這些燃料比較軟，產生的氣量小，所以需要壓料裝置來增加氣量。并且在燃燒的過程中不出現燒空現象，不冒煙，燃燒時間長，燃燒過程干凈衛生。3、內部采用旋流進風裝置，實現環行燃燒，能充分使爐內燃料得以燃燒。4、使用紅外線灶頭，這種紅外線灶頭核心部分采用納米材料制造，既能將秸稈氣體中的大部分水分過濾掉，又能將熱量充分聚合在一塊，該灶頭不但熱值高，而且火焰大，火苗可達70厘米，解決了普通液化氣灶產生的火力不旺、熱值不高，導致做飯時間短的問題。5.北方漫長的取暖期耗費的財力往往占家庭開支的一大部分，而有的家庭為了節省開銷，只是靠燒爐子來取暖，根本難以抵御寒冷的侵襲。為此，寧陽秸稈氣化爐許國慶廠長帶領科技人員，為廣大秸稈氣化爐用戶，攻克了取暖這一大難題。真正實現了燒水、做飯、取暖不花一分錢，并且可同時進行。秸稈氣化爐取暖技術分二大部分（一、面積在200平方米以上的用真空超導取暖技術，此技術可適用于大型養殖烘干、大型會議室和大棚養殖等。這是一種相變的取暖技術，熱效率高、產熱快、花錢少、取暖效果好。二、面積在200平方米一下的用水暖技術，用戶可直接安裝在原有的水暖基礎上。寧陽秸稈氣化爐的取暖技術的這一突破不僅填補了市場的空白，為千家萬戶送去了溫暖，節省了老百姓的開支，也在業界樹立了良好的品牌形象。）

商贊不絕口賺錢忙

完善之后的寧陽氣化爐吸引了更多學員的關注，也吸引了很多的同行到寧陽秸稈氣化爐廠來參觀考察，批量購買紅外線灶頭等相關配套裝置。

貴州的學員張志軍在寧陽氣化爐前曾在全國各地考察過很多項目，不是覺得產品成本高，消費者難以接受，就是覺得項目夸大其辭，不切實際，當然也遭遇過騙子公司的情況。最后都被精明的他識破了。在第一眼看到寧陽氣化爐時，張志軍就有些被吸引了。然而他還是不相信自己的眼睛，將氣化爐的前前后后，里里外外研究了個仔細，并且親自動手進行了操作。這下，他徹底滿意了，氣化爐的成本低，一臺只要15-40元，原料在各縣級城市都可以購買到，手工制作，每人每天至少能做5臺。一臺爐子的使用壽命在10年以上，但他的市場價格才400多元，怎么計算使用氣化爐都是經濟實惠的選擇，尤其是在廣大農村，隨著燃油費用的上漲，有什么能比把自家的秸稈當燃氣來得劃算呢？想到寧陽氣化爐在農村廣闊的市場前景，張志軍毫不猶豫的簽訂了當地的合同。如今在家人的幫助下，他生產銷售寧陽氣化爐月收入可達萬元以上。

吉林學員方剛勇在親手操作了該氣化爐后，不禁嘖嘖稱奇，馬上簽訂成為當地的產品生產銷售商。他從理論到實踐的學習過程僅僅五天就可以獨立制作氣化爐了。回到吉林后，由于他良好的制作技術及推廣能力，方剛勇很快在當地打開了市場，站穩了腳跟，兩個月不到就生產銷售氣化爐近100臺，取得了很好的經濟效益。方剛勇說：“難怪別人說做得再好也不如選得好，選準了一個好的項目賺錢真是省心省力，許國慶廠長真是為咱小本投資者辦了一件大好事。”

江蘇、浙江、山西、黑龍江等地的學員在多方面考察之后，最終在寧陽氣化爐廠停住了腳步，學到了創業致富的好技術。

研發路上步伐永不停滯

秸稈綜合利用一直是國家積極支持的重點開發項目，享受國家多項政策扶持和稅收優惠。隨著我國經濟的可持續快速發展。石油、天然氣、煤氣等一次性資源供需缺口逐年增大，人們迫切需要一種低價、節能、安全、潔凈的新型燃料進入市場。國家有關部門及科研單位一直都在積極尋找能源。如何將低熱值的秸稈資源轉換成高效、潔凈的生物制燃氣，造福人民，被列入國家九五重點攻關項目。

因為氣化爐廣闊的市場前景，寧陽氣化爐的研制成功及不斷完善，不僅吸引了越來越多的商前來考察洽談事宜，而且《創富指南》《現代營銷》《新財路》《生意經》《打工文摘》等雜志也紛紛對這一現象進行了跟蹤報告。面對著眾多媒體及商的期待和信任，多年從事氣化爐研究與制作的許廠長認為，生物質能源開發是一個廣闊的領域，而且農村市場也是一個潛力大的大市場，只有不斷的升級研發新產品，才能為客戶帶去更好的產品，為商創造更大的價值。同時，許國慶廠長為保護眾多學員及商的利益，現已申請了國家專利，專利號為：200730305652.7，希望模仿者遵守法律，不要侵害專利權。

生物質氣化爐原理范文第4篇

關鍵詞　醇基液體；爐頭；溫控裝置；氣化；電磁泵

中圖分類號TS914 文獻標識碼A 文章編號　1674-6708（2013）83-0138-02

1　概述

氣體燃料存在體積大，重量輕，運輸過程需要加壓，比液體燃料運輸成本高，危險性大等缺點。目前，已有成熟的醇基液體燃料替代液化氣、汽油、柴油等化工燃料。醇基液體燃料燃燒后清潔、環保，但由于液體燃料的熱值低，通常需將其加壓、加熱氣化后進行燃燒，才能提高燃燒值，所以燃燒初始對液體燃料加熱使之氣化成為各種氣化爐頭的關鍵。經檢索有ZL201110004602.0“醇基液體電子氣化灶頭”，它的加熱裝置為盤旋在氣化通道外的電加熱，靠電加熱裝置加熱罩體內的空氣介質來加熱氣化通道。這樣加熱時間長，初始燃燒速度慢，控制壓力不容易。ZL200820129334.9甲醇液體燃料氣化爐具為了解決初始氣化的熱源，在爐頭內設置油槽，使用時先向油槽注油，點火燃燒后，使爐頭升溫。其爐頭的罩體為空心結構，儲熱效果差，經常漏油，容易發生火災。而且當加熱停止后一段時間，罩體的溫度逐漸下降，這時又得重新注油、點火加熱，影響第二次開灶，無法連續不間斷地使用。

2　設計內容

為了克服上述氣化爐頭存在的缺點，根據醇基液體燃料性能特點，設計一種提供對液體燃料直接加熱，并且初始燃燒速度快，火焰穩定性好的液體燃料氣化爐頭是當前市場的迫切需求。

2.1　設計爐頭的工作流程

2.2　設計所采用的技術方案

在設計過程中所采用的技術方案為一種液體燃料氣化爐頭。它包括噴嘴、點火裝置、爐體、盤旋于爐體內的氣化通道、底座、加熱裝置。底座位于爐體的下方，噴嘴、點火裝置固定于底座上，爐體通過支耳固定于爐膛，噴嘴置于爐體中心，噴嘴包括與氣化通道相連接的主管道及主管道相接的分管道，分管道上開有一個小噴口，點火裝置位于噴嘴的噴口上方。其要點在于加熱裝置為電加熱管，電加熱管固定于氣化通道內腔。其結構圖如圖2所示。

本設計是在現有爐頭的基礎上進行改進，將電加熱管固定于氣化通道內腔，液體燃料在電加熱管外壁和氣化通道的內壁之間流動，液體流過電加熱管外壁直接得到熱量，將現有的間接加熱改為直接加熱，加快初始燃燒速度，縮短了整個燃燒系統的啟動時間。

爐體為實心的圓環體，為了確保液體燃料氣化，長度約為5m的氣化通道與爐體鑄成一體。由于爐體為實心的圓環體，所以從燃燒的火焰中所吸收和儲存熱量多，能為后續的燃料氣化提供足夠的熱量，從而保證了正常燃燒的可持續性。

系統的加熱由溫控裝置來控制。溫控裝置包括溫控器、熱電阻線和調壓裝置（擋位開關）。溫控器通過熱電阻線與爐頭相連用來顯示爐頭的溫度大小。當爐頭加熱達到溫度控制器設定值時，則自動切斷加熱管電路；當爐頭溫度低于溫度控制器設定值時，則加熱電路自動接通加熱爐頭，保證爐頭溫度不低于醇基液體燃料的氣化溫度。如果爐頭不工作，則關閉電源開關。同時通過電線使溫控器與擋位開關相連，由溫控器的設定值來確定擋位開關每一個擋位火焰大小。其主要原理是通過電位器改變電磁泵的電壓來實現燃料流量的多少，從而控制火焰的大小。溫控器還可以設定點火針延遲的點火時間，一般延時約為3s。根據用戶使用便利性，擋位開關分為五個擋來控制爐頭火焰的大小較為合適。

綜上所述，這種設計的優點在于將傳統液體燃料的間接加熱氣化過程改為直接加熱，將電加熱管直接固定氣化通道內腔，加快初始燃燒速度，縮短了整個燃燒系統的啟動時間。同時將爐體制成實心的圓環體，儲熱多，從燃燒的火焰中所吸收的熱量多，能為后續的燃料氣化提供足夠的熱量，從而保證了正常燃燒的可持續性。通過試驗優選噴口的位置和大小，使火焰盤旋上升，充分燃燒，熱效率高。

通過改進設計和實踐應用，結果此設計系統的穩定性和操作的便利性得到市場的廣泛認可。本設計系統已上報專利，專利號為：201220108142.6。實用型專利已經得到中華人民共和國國家專利局批準應用。發明專利處于網絡公布階段。

參考文獻

[1]馮憲法.甲醇?氨和新能源經濟[M].北京：化學工業出版社，2010.

生物質氣化爐原理范文第5篇

[關鍵詞]工藝原理 、 煤氣、危害 、 預防措施

中圖分類號：TF055 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2015）45-0309-01

一、 煤氣的種類及性質

我國居民生活用的燃氣最常見的有三種：

第一種是人工煤氣，一般用管道輸送。它是用煤煉制而成，主要成分是氫、甲烷和一氧化碳。為了安全，人工煤氣中加入一種臭味，以便泄漏時發現。

第二種是天然氣，一般用管道輸送。它是蘊藏在地層中天然生成的可燃氣體。本身三色三味。主要成分是甲烷，送往用戶時也加入特殊臭味。

第三種是液化石油氣，一般不瓶裝。它是石油煉制過程中的一種產品，在常溫下施加一定的壓力，變成液體，它的主要成分為丙烷和丁烷。

除以上三種外，還有水煤氣、礦井氣、沼氣和液化氣混空氣等，這些燃氣供應量比較少。

在通常狀況下，一氧化碳是無色、無臭、無味、有毒的氣體，熔點―199℃，沸點―191.5℃。燃燒時發出藍色的火焰，放出大量的熱。因此一氧化碳可以作為氣體燃料。

二、 發生爐煤氣制造原理

工作原理是以煤為原料生產煤氣，供燃氣設備使用的裝置。固體原料煤從爐頂部加入，隨煤氣爐的運行向下移動，在與從爐底進入的氣化劑逆流相遇的同時，受爐底燃料層高溫氣體加熱，發生物理、化學反應，產生粗煤氣。這樣在煤氣發生爐中形成了幾個區域，一般我們稱為“層”。

按照煤氣發生爐內氣化過程進行的程序，可以將發生爐內部分為六層：1灰渣層；2氧化層；3還原層；4干餾層；5干燥層；6空層；其中氧化層和還原層又統稱為反應層，干餾層和干燥層又統稱為煤料準備層。

1、灰渣層：煤燃燒后產生灰渣，形成灰渣層，它在發生爐的最下部，覆蓋在爐篦子之上。其主要作用為：

a、保護爐篦和風帽，使它們不被氧化層的高溫燒壞；

b、預熱氣化劑，氣化劑從爐底進入后，首先經過灰渣層進行熱交換，使灰渣層溫度降低，氣化劑溫度升高。

c、灰渣層還起了布風作用，使進入的氣化劑在爐膛內盡量均勻分布。

2、氧化層：也稱為燃燒層。從灰渣中升上來的氣化劑中的氧與碳發生劇烈的燃燒而生成二氧化碳，并放出大量的熱量。

3、還原層：在氧化層的上面是還原層。赤熱的碳具有很強的奪取氧化物中的氧而與之化合的本領，所以在還原層中，二氧化碳和水蒸氣被碳還原成一氧化碳和氫氣。這一層也因此而得名，稱為還原層，其主要反應為：CO C2CO

H2O CH2 CO

2H2O CCO2 2H2

4、干餾層： 就是把煤中的揮發份，焦油等物質經過加熱后所產生的CmHm化合物分離出來，然后再進入還原進行化學反應，其高度為200厚

5、干燥層：干燥層位于干餾層上面，也即是燃料的面層，主要是把煤中的水發蒸發即可。

6、空層：空層即燃料層上部，爐體內的自由區，其主要作用是匯集煤氣。然后出去2COCO2 C以及2H2O COCO2 H2

從上面六層簡單敘述，我們可以看出煤氣發生爐內進行的氣化過程是比較復雜的，既有氣化反應，也有干餾和干燥過程。而且在實際生產的發生爐中，分層也不是很嚴格的，相鄰兩層往往是相互交錯的，各層的溫度也是逐步過渡的，很難具體劃分，即使在專門的研究中，看法也是分歧的。

煤氣發生爐可以分為五層：灰渣層、氧化層、還原層、干餾層、干燥層。

鼓入的氣化劑，首先經過渣層，并在層中得到預熱。當上升進入高溫的燃料層時，碳和氧發生下列反應：2C+02=2CO+Q 2C+02=CO2+Q

由于這個層的反應都是放熱的所以溫度很高，這一層稱為氧化層。氧化層的熱氣體繼續上升，與上層燃料接觸，產生了還原反應。

主還原層的主要反應是：CO2+C=2CO-Q C+2H2O=CO2+2H2-Q C+H2O=CO+H2-Q；次還原層主要生成的一氧化碳與過剩的水蒸汽反應：CO+H2O=CO2+H2+Q；此外還有生成甲烷的副反應：C+2H2=CH4+Q。

三、 還原層中產生的熱氣體再往上升時，加熱了上面的煤層，形成了干餾層和干燥層。

1、煤氣的用途

水蒸氣通過熾熱的焦炭而生成的氣體，主要成份是一氧化碳、氫氣，燃燒后排放水和二氧化碳，有微量CO、HC和NOX。燃燒速度是汽油的7.5倍，抗爆性好，據國外研究和專利的報導：壓縮比可達12.5。熱效率提高20-40%、功率提高15%、燃耗降低30%，尾氣凈化近歐IV標準，還可用微量的鉑催化劑凈化。比醇、醚簡化制造和減少設備，成本和投資更低。壓縮或液化與氫氣相近，但不用脫除CO，建站投資較低。

將水蒸氣通過熾熱的煤層可制得較潔凈的水煤氣，現象為火焰騰起更高，而且變為淡藍色。化學方程式為C+H2O（高溫）CO+H2。這就是濕煤比干煤燃燒更旺的原因。

氣體燃料的一種。主要成分是氫和一氧化碳。由水蒸氣和赤熱的無煙煤或焦炭作用而得。工業上大多用蒸氣和空氣輪流吹風的間歇法，或用蒸氣和氧一起吹風的連續法。熱值約為10500千焦/標準立方米。此外，尚有用蒸氣和空氣一起吹風所得的“半水煤氣”。可作為燃料，或用作合成氨、合成石油、有機合成、氫氣制造等的原料。

另外一種低熱值煤氣。由蒸汽與灼熱的無煙煤或焦炭作用而得。主要成分為氫氣和一氧化碳，也含有少量二氧化碳、氮氣和甲烷等組分，各組分的含量取決于所用原料及氣化條件。主要用作臺成氨、合成液體燃料等的原料，或作為工業燃料氣的補充來源。

工業上，水煤氣的生產一般采用間歇周期式固定床生產技術。爐子結構采用UGI氣化爐的型式。在氣化爐中，碳與蒸汽主要發生如下的水煤氣反應：

C+H2OCO+H2 （高溫）

C+2H2OCO2+2H2 （高溫）

以上反應均為吸熱反應，因此必須向氣化爐內供熱。通常，先送空氣入爐，燒掉部分燃料，將熱量蓄存在燃料層和蓄熱室里，然后將蒸汽通入灼熱的燃料層進行反應。

2、煤氣的危害

（1）煤氣中毒即一氧化碳中毒，是由于人本吸入高濃度一氧化氣體而導致中毒、缺氧引起的神經系統嚴重受損的疾患，

（2）煤氣中毒的原因是吸入工業生產煤氣、礦井炮煙，內燃機廢氣以及家庭中門窗緊閉，火爐不安煙窗，或煙窗不通、漏氣、倒風等 。一氧化碳吸入后，與血中血紅蛋白結合，形成碳氧血紅蛋白，使血液失去攜帶氧氣的能力，并能加重組織缺氧。

（3）輕度中毒者，感頭痛、眩暈、耳鳴、惡心、嘔吐、心悸、無力等。脫離中毒環境，吸入新鮮空氣，數小時后即可恢復，中度中毒者除以上癥狀加重外，尚有面色潮紅、口唇櫻桃紅色、脈快、多汗、煩燥、步態不穩、嗜睡甚至昏迷。一般治療1-2天即可恢復，無明顯后遺癥。

四、 煤氣制造、輸送安全預防措施。

1、停用的煤氣管道一定要用蒸汽吹凈管道內的剩余煤氣。操作人員萬萬不能麻痹大意而疏忽這一步驟，必須嚴肅認真執行煤氣操作規程。

2、在加熱爐煤氣燒嘴前的總煤氣管道上，必須設置切斷水封，以在煤氣停用后，切斷火源與煤氣管道的連通，防止煤氣管道因吹掃不凈或其他使用中的煤氣管道因閥門滲漏而可能發生煤氣延燒而造成的爆炸事故。

3、煤氣管道上的設備要定期進行檢查。煤氣管道系統內的設備實行經常性維護和定期檢修制度，以保證閥門無滲漏和使用系統內的一切設備處于完好狀態。

參考文獻：