18RENEWABLE ENERGYNo 6 2002(106 Issue in All)家用秸稈氣化爐的研制崔永章1,孫玉泉2,陳維冬3(1.山東建筑工程學(xué)院空調(diào)與制冷工程系,濟(jì)南250014;2.山東省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所濟(jì)南250013;3.山東省鄒城市煤氣公司,鄒城273500)摘要介紹了家用秸稈氣化爐的類型分析了上吸式和下吸式兩種機(jī)型的各自特點(diǎn)。著重介紹上吸式秸稈氣化爐的工作原理分析了由于正壓而引發(fā)的密封問題和對原料水分的要求并提出了解決措施。采用氧化鐵法對秸稈氣進(jìn)行脫硫不僅提高能源的利用率而且減少了污染。關(guān)鍵詞秸稈氣;上吸式氣化爐氰化鐵法中圖分類號TQ546.5文獻(xiàn)標(biāo)識碼文章編號671-5292(2002)06-0018-03Study on domestic straw gas stoveCui Yong-zhang, Sun Yu-Quan, Chen Wei-dong(1. Dept. of Air Conditioning Engineering, Shandong Institute of Architecture and Engineering,Jinan 250014; 2. Shandong Supervision and Inspection Institute for Product Quality, Jinan250013; 3. Zoucheng Gas Company in Shandong, Zoucheng 273500)Abstract: This article mainly describes the styles of domestic straw gas stove, especiallyanalyses the character of uniflow stove and counterflow stove, and introduces the operationprinciple of uniflow stove. A method of double fan is infered to overcome the question of sealunder the condition of positive pressure and demand of water percent of straw. For sulphur re-moval, a method of ferric oxide is used It not only enhances utilization ratio of energy but alsoreducesKey Words: straw gas uniflow gas stove; method of ferric oxide由于各級政府的大力支持,固定床秸稈氣所以研制一種實(shí)用的戶用秸稈氣化爐,是擺在化集中供氣系統(tǒng)在許多地區(qū)得到推廣,并取得生物質(zhì)氣化技術(shù)人員面前的一個重要課題。了良好的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會效益。但1爐型的選擇是由于集中供氣系統(tǒng)的工程造價高產(chǎn)生的污戶用秸稈氣化爐(固定床)的爐型主要有下水難以處理,系統(tǒng)維修量大等原因,因此,在吸式和上吸式2種。定程度上限制了其普及應(yīng)用。家用秸稈氣化爐下吸式氣化爐是集中供氣的秸稈氣化機(jī)組具有投資少,操作簡單易于管理,污染輕等特普遍廠H中國煤化工乍簡單、運(yùn)行可靠點(diǎn)它可實(shí)現(xiàn)隨時氣化不需要貯氣裝置及輸配但有CNMHG里、不易封爐等問管網(wǎng),其經(jīng)濟(jì)性優(yōu)于秸稈氣化集中供氣系統(tǒng)。題特別是秸稈氣中氧氣含量不易控制容易引收稿日期2002-08-05作者介擂0-)1男講師主要從事燃?xì)馍a(chǎn)凈化輸配及燃應(yīng)用研究2002年第6可再生能源19發(fā)事故。實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)加強(qiáng)操作經(jīng)驗(yàn)的積累,表1氣化爐內(nèi)各區(qū)間特征為用戶提供安全、方便的秸稈氣化爐名稱特征上吸式氣化爐的原理與下吸式基本一致,灰渣區(qū)分配氣化劑;預(yù)熱氣化劑;防止?fàn)t算受高溫結(jié)構(gòu)見圖1。爐膛的頂部是加料裝置和密封裝氧化區(qū)原料中碳被氣化劑氧化成CO和CO2并放熱還原區(qū)CO2被還原成CO,或水蒸氣被分解成干餾區(qū)原料與熱氣體換熱,進(jìn)行熱分解析出氣體水封裝置干燥區(qū)氣體顯熱蒸發(fā)原料中水分自由空間集聚氣體但上吸式氣化爐也存在下列問題:①進(jìn)料口密封要求高。由于爐內(nèi)存在粉塵和水分,內(nèi)灰區(qū)密封面容易粘附細(xì)小物料,造成密封不嚴(yán)實(shí)。雙氣囗解決的辦法是采用雙風(fēng)機(jī),使得爐頂處于微負(fù)出灰口壓狀態(tài)減少爐內(nèi)煙氣量,改善爐內(nèi)環(huán)境,但此方案增加了設(shè)備投資;另一解決方案是采用水圖1上吸式氣化爐結(jié)構(gòu)示意圖密封原因是爐膛頂部的壓力低于98Pa。圖1置以及燃?xì)鈱?dǎo)岀孔。爐膛的底部是爐柵空氣中采用兩種措施。②對原料的水分含量有一定通過底部風(fēng)機(jī)1鼓入,并均勻通過物料,進(jìn)行的要求。物料中水分的蒸發(fā)所造成的熱損失使氣化反應(yīng)氣化爐熱效率降低,同時也降低了產(chǎn)出氣的品原料加入爐膛,經(jīng)過干燥層、干餾層、還原質(zhì)。當(dāng)物料中的水分高于70%時,燃燒反應(yīng)不層、氧化層和灰渣層后排岀,在爐內(nèi)與氣化劑能進(jìn)行。物料中水分一般控制在15%以內(nèi)。是逆向運(yùn)動?？諝庥蔂t箅均勻分布后被灰渣層2凈化預(yù)熱,然后上升到氧化層。在氧化層內(nèi)氧與秸秸稈燃?xì)庵须s質(zhì)主要是焦油、硫化氫、灰稈中碳進(jìn)行氧化反應(yīng),生成二氧化碳和少量·分。在大型氣化爐中普遍采用水冷卻和洗滌來氧化碳的同時,釋放大量的熱量,用于維持氣去除氣化氣中的雜質(zhì)化反應(yīng)的進(jìn)行。生成的氣體上升進(jìn)入還原層上吸式戶用氣化爐的秸稈氣經(jīng)過對秸稈在高溫條件下與部分碳進(jìn)行還原反應(yīng)生成的干餾、干燥,到達(dá)爐膛上方后其溫度大約氧化碳、氫氣和甲烷。還原層生成的氣體與未100~150℃,此時焦油是以氣體狀態(tài)存在的。參加反應(yīng)的氣體繼續(xù)上升進(jìn)入干餾層,氣流中焦油霧與秸稈氣同時燃燒,不僅可提高氣化爐的顯熱對干餾層中的原料進(jìn)行加熱產(chǎn)生干餾的熱效率,而且解決了焦油污染問題,故不需氣,干餾氣混入上升氣流中進(jìn)入干燥層,預(yù)熱采用水冷卻的方式進(jìn)行降溫、脫焦油。這里需最上部的原料后進(jìn)入氣化爐的上部空間,而后要強(qiáng)調(diào)的是,原料的水分含量是要嚴(yán)格控制從燃?xì)鈱?dǎo)出孔引出。制造秸稈氣的主要反應(yīng)是的,否則燃?xì)庵泻写罅康乃?一來不容易在氧化層和還原層進(jìn)行的,通稱為氣化區(qū)。各點(diǎn)火,二來導(dǎo)致部分焦油凝結(jié)下來,堵塞管道、區(qū)間的特征見表1。爐具中國煤化工上吸式氣化爐不僅能充分利用氣化氣的CNMHG道產(chǎn)生腐蝕,必顯熱進(jìn)行原料的干燥、預(yù)熱和干餾,還能利用須進(jìn)行處理。最經(jīng)濟(jì)的處理方法是氧化鐵法灰渣的顯熱預(yù)熱氣化劑,從而提高了氣化過程該法工藝簡單,成熟可靠,除能脫掉硫化氫外的熱效率也充分利用了秸稈中的揮發(fā)分。還可脫除焦油等雜質(zhì)。20RENEWABLE ENERGYNo 6 2002(106 Issue in All)氧化鐵法是以氧化鐵為基本脫硫劑,發(fā)生不管是從燃?xì)赓|(zhì)量還是運(yùn)行的安全性以如下反應(yīng)來脫除硫化物及管網(wǎng)的投資等因素考慮,戶用秸稈氣化爐具Fe203+3HS-Fe,S +3H20有秸稈氣化集中供氣系統(tǒng)不可比擬的優(yōu)越性Fe2S;+302→2Fe2O3+6S下吸式家用秸稈氣化爐操作簡單運(yùn)行可靠是脫硫劑中除氧化鐵外還有木屑、熟石灰等提高農(nóng)村秸稈利用率的新型設(shè)備。上吸式家用容易獲取、價廉的物質(zhì)。據(jù)城市燃?xì)鈨艋?jīng)驗(yàn),氣化爐在徹底解決密封問題,以及原料的水分吸收硫化氫的最佳條件是:溫度25~30℃,水含量的情況下,是最理想的家用氣化爐。但是分30%~40%流速7~11m/s燃?xì)馀c脫硫劑在實(shí)際應(yīng)用中,應(yīng)加強(qiáng)對各個用戶的技術(shù)培訓(xùn)接觸時間宜取130~200s。和安全教育?？蒲胁块T和生產(chǎn)廠家應(yīng)共同加大制作脫硫劑的方法是:將鐵屑與木屑按照技術(shù)、資金投入,設(shè)計節(jié)能、安全、環(huán)保的氣化1∶l摻混灑水后充分翻曬進(jìn)行人工氧化。進(jìn)爐以推進(jìn)農(nóng)村炊事燃?xì)饣铀傥覈稍偕Y箱前再加入0.5%熟石灰(顆粒直徑要求為源的利用進(jìn)程0.6~2.4mm)。該方法工藝簡單,脫硫效果好。但如果設(shè)參考文獻(xiàn)計不當(dāng)會導(dǎo)致阻力增大這也是在解決密封問1姜正侯.燃?xì)夤こ碳夹g(shù)手冊[M.上海同濟(jì)大學(xué)出題時選擇雙風(fēng)機(jī)的原因之-。氧化鐵法的另版社1999個優(yōu)點(diǎn)是脫硫劑再生時需要消耗氧氣可降低[2崔永章,孫玉泉,吳云昌.秸桿燃?xì)鈨艋夹g(shù)秸稈氣中氧氣的含量提高秸稈氣的安全性。農(nóng)村能源2002(1)25~23結(jié)束語[3]工業(yè)爐設(shè)計手冊[M].北京機(jī)械工業(yè)出版社998(上接17頁)海島駐軍、漁民,地處野外高山的目”、”UNDP/GEF在中國商業(yè)建設(shè)項目”和其微波站、電視差轉(zhuǎn)臺站、氣象站公路、鐵路無電他一些利用風(fēng)能項目在我國的開展和示范,必小站,森林中的了望火臺、灘涂及沿海島嶼(全將大大促進(jìn)我國風(fēng)能的開發(fā)利用市場國有7000多km的海岸線)等多數(shù)地方使用柴參考文獻(xiàn)油或汽油發(fā)電機(jī)組供電供電成本相當(dāng)高有些地方高達(dá)3元八Wh。而這些地方絕大部分處在[1]張囯江,張鵬翔,劉炳旭,等.用于中小型發(fā)電廠的風(fēng)力資源豐富地區(qū)通過采用風(fēng)力發(fā)電供電既數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)-總體結(jié)構(gòu)及功能概述[J].電力自可以保證全天24h供電,又節(jié)約了燃料和資動化設(shè)備2000(4)38-40金,同時還減少了對環(huán)境的污染,可謂一舉三2]江明,王龍明.總線型分布式微機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[J得有著十分顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。安徽機(jī)電學(xué)院學(xué)報2001(6)13~153]張培仁.一種分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的總體離網(wǎng)型7.5kW風(fēng)電機(jī)組突破常規(guī)設(shè)計,實(shí)現(xiàn)[.微電子學(xué)與計算機(jī)998(3)19~20外形美觀造價和成本方面也為用戶所接受市1416 I Hassan and Partners Ltd. Generic Wind F場推廣性強(qiáng)。為此系統(tǒng)配套設(shè)計的數(shù)據(jù)采集通訊網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性強(qiáng),適合與各種風(fēng)車田和風(fēng)電TH中國煤化工uisition System Speci場的數(shù)據(jù)通訊,界面設(shè)計友好,可讀性強(qiáng),帶聯(lián)CNMHGMiam Neumann and網(wǎng)接口適應(yīng)目前聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的要求Mark RTorgersom. Key management for SCADA隨著國家”光明工程”、”全球環(huán)境基金/SAND2001-3352 M. Unlimited Release PrintGEF世界銀行中國可再生能源商業(yè)化促進(jìn)項ed March 2002