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秸稈氣化 |
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| 來源： 作者： 發布時間：2013-07-09 17:03 |
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您好,我想了解一下秸稈氣化原理. 姓名：付新加 單位： 聯系電話：13726865741 2007-11-22 專家解答 付新加同志： 您好，您咨詢的問題參考如下： 秸稈氣化的原理過程及意義 一、氣化原理 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，需要一定量的氧氣，如果提供的氧氣等于或多于這個值，秸稈便可以充分地燃燒了，最后的殘余物為灰分。如果提供的氧氣是少于這個值，秸稈在燃燒過程中便不能全部燒掉，提供的氧氣越少，沒能燒掉的可燃成分就越多，這些可燃成分包括 炭、揮發分氣體（CO，H2，CH4），這就是秸稈氣的主要成分。 二、氣化過程 為了更好地描述秸稈的氣化過程，我們以第六代固定床氣化爐為例，具體分析秸稈的氣化過程。 秸稈在第六代氣化爐中的氣化過程可以用下圖表示。秸稈從上部加入，氣化劑（空氣）從底部吹入，氣化爐中參與反應的秸稈自上而下分成干燥區，熱分解區（裂解區），還原區和氧化區。下面就四個反應區分別描述秸稈的氣化過程： 1、氧化反應 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，在這里同熾熱的炭發生燃燒反應，生成二氧化碳同時放出熱量，由于是限氧燃燒，氧氣的供給是不充分的，因而不完全燃燒反應同時發生，生成一氧化碳，同時也放熱量。在氧化區，溫度可達1000~1200℃，反應方程式為：C+O2=CO2+△H △H=408.8千焦 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（一氧化碳和二氧化碳）進入氣化爐的還原區，灰則落入下部的灰室中。 2、還原反應 在還原區已沒有氧氣存在，在氧化反應中生成的二氧化碳在這里同炭及水蒸氣發生還原反應，生成一氧化碳（CO）和氫氣（H2）。由于還原反應是吸熱反應，還原區的溫度也相應降低，約為700~900℃。 還原區的主要產物為一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）和氫氣（H2），這些熱氣體同在氧化區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，當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，在裂解區溫度已降到400~600℃。 在裂解反應中還有少量烴類物質的產生。裂解區的主要產物為炭、氫氣、水蒸氣、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、焦油及其他烴類物質等，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，物料在這里同下面三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出去，該層溫度為 100~300℃。干燥層的產物為干物料和水蒸氣，水蒸氣隨著下面的三個反應區的產熱排出氣化爐，而干物料則落入裂解區。 氣化實際上總是兼有燃料的干燥裂解過程。氣體產物中總是摻雜有燃料的干餾裂解產物，如焦油、醋酸、低溫干餾氣體。所以在氣化爐出口，產出氣體成分主要為一氧化碳（CO），二氧化碳（CO2）、氫氣（H2）、甲烷（CH4）、焦油及少量共他烴類，還有水蒸氣及少量灰分。 三、使用秸稈氣有何意義 目前農村居民用能主要是以薪柴、秸稈、煤為主，少數富裕地區使用液化石油氣。這種傳統的以固體燃料作為主要用能的方式，有很多缺點，如熱效率較低，農村一般煤灶的熱效率僅為25%左右，極大地浪費了能源，并具對環境也造成了很大的污染。同時，農村婦女的勞動強度比較大。而氣體燃料效率高，又非常潔凈方便，既可最大限度地使能源得到充分利用，又減少了環境污染，還減輕了農村婦女的勞動強度，使村鎮的文明建設得到了加強。 四、秸稈氣化爐的種類 秸稈氣化爐常用的可分為兩大類，即固定床氣化爐和硫化床氣化爐；固定床氣化爐又分為上吸式氣化爐、下吸式氣化爐、橫吸式氣化爐和開心式氣化爐；硫化床氣化爐又分為單硫化床氣化爐、雙硫化床氣化爐和循環硫化床氣化爐。 以上內容及建議，僅供參考。 |
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