口cs[應(yīng)用技術(shù) Applied Technolog秸稈連續(xù)氣化大型裝備的研究續(xù)建康’,張玉珍21.山東紅帆能源科技有限公司,山東濟(jì)南2501012.濟(jì)南重工股份有限公司,山東濟(jì)南250109摘要目前我國(guó)生物質(zhì)氣化裝備總體上分為上吸式和下吸式兩種。上吸式燃?xì)庵械慕褂秃扛?凈化程序復(fù)雜成本高。下吸式燃?xì)庵械慕褂秃康?凈化程序簡(jiǎn)單,因而在市場(chǎng)上得到更多應(yīng)用。但目前下吸式氣化裝備存在不能連續(xù)產(chǎn)氣,設(shè)備可控性差,產(chǎn)氣率低,燃?xì)赓|(zhì)量不高,難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作。本研究課題(下吸式)秸稈連續(xù)氣化大型裝備可提高生物質(zhì)氣化的連續(xù)性和規(guī)模化生產(chǎn),提高設(shè)備自動(dòng)仳程度,増強(qiáng)焦油裂解效率,推動(dòng)農(nóng)村生物質(zhì)源開(kāi)發(fā),緩解我國(guó)能源緊缺現(xiàn)狀關(guān)鍵詞生物質(zhì)能源開(kāi)發(fā);下吸式連續(xù)氣化裝備;技術(shù)研發(fā)中圖分類(lèi)號(hào)F407.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A文章編號(hào)1674-6708(2014)117-0146-03引據(jù)氣化產(chǎn)生熱化學(xué)反應(yīng)的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程,研制開(kāi)發(fā)了一種產(chǎn)氣能源是人類(lèi)賴(lài)以生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ),目前我國(guó)正量大,可連續(xù)運(yùn)行,自動(dòng)化程度高的生物質(zhì)氣化裝備。設(shè)備處在城鎮(zhèn)化,工業(yè)化快速發(fā)展階段,要保持經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)期平穩(wěn)較快整體性能指標(biāo)得到大幅提升,氣化效率大于70%,燃?xì)鉄嶂荡蟀l(fā)展,保障能源安全十分重要。而煤、石油、天然氣等傳統(tǒng)化于1250kcal/Nm,出爐燃?xì)饨褂秃啃∮?000g/Nm,氧含量石能源資源日益枯竭,追切需要開(kāi)發(fā)可再生的能源資源以補(bǔ)充于1%。設(shè)備可以滿(mǎn)足連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行,可調(diào)控性能顯著提升,和替代現(xiàn)有的化石能源。生物質(zhì)作為重要的環(huán)境友好的可再生燃?xì)馄焚|(zhì)好,應(yīng)用范圍廣,將實(shí)現(xiàn)對(duì)固定床氣化技術(shù)及設(shè)備的能源資源,是開(kāi)發(fā)利用可再生能源資源實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)革新主要方向裝備主要由爐頂、爐膛、鏈條傳動(dòng)、爐底、傳動(dòng)軸、爐腰我國(guó)潛在的生物質(zhì)資源非常豐富。全國(guó)農(nóng)作物年產(chǎn)生物質(zhì)爐頂攪拌配風(fēng)、燃燒層配風(fēng)、爐排、爐底排灰密封、爐排電動(dòng)約7億噸,可作為燃料的生物質(zhì)占50%以上。農(nóng)產(chǎn)品加工廢棄機(jī)等裝置及控制系統(tǒng)組成。工作流程為:生物質(zhì)原料由爐頂?shù)奈锶绲練ぁ⒏收嵩?、發(fā)酵殘?jiān)仍?億噸以上。各類(lèi)林木質(zhì)螺旋進(jìn)料器進(jìn)入爐膛,由爐頂攪拌配風(fēng)裝置拌合均勻,啟動(dòng)引棄物資源量在3億噸以上。據(jù)推測(cè),到2020年,中國(guó)可開(kāi)發(fā)風(fēng)和配風(fēng)風(fēng)機(jī),根據(jù)氣化燃燒的特點(diǎn)和氣化劑供給量需求生物質(zhì)資源量至少可相當(dāng)于15億噸標(biāo)準(zhǔn)煤。如何對(duì)這些生物過(guò)爐頂攪拌配風(fēng)裝置和燃燒層配風(fēng)裝置對(duì)爐膛內(nèi)進(jìn)行主動(dòng)配質(zhì)資源進(jìn)行深層次、有效的開(kāi)發(fā)利用成為我國(guó)建立資源節(jié)約風(fēng)。同時(shí)根據(jù)工況要求,啟動(dòng)配風(fēng)控制系統(tǒng)對(duì)配風(fēng)過(guò)程進(jìn)行實(shí)環(huán)境友好型社會(huì)和社會(huì)主義新農(nóng)村建設(shè)的迫切要求時(shí)控制和調(diào)節(jié)。通過(guò)引風(fēng)機(jī)使氣化裝備底部形成微負(fù)壓,爐膛1背景內(nèi)燃燒氣化產(chǎn)生的燃?xì)庥缮隙螺敵?。系統(tǒng)燃燒所產(chǎn)生的灰分通過(guò)滾動(dòng)爐排裝置連續(xù)排出,排灰裝置根據(jù)中央控制系統(tǒng)采集生物質(zhì)氣化是實(shí)現(xiàn)低品位生物質(zhì)能源深層次利用的有效手到的爐底灰層高度數(shù)據(jù),實(shí)時(shí)啟動(dòng)將灰渣及時(shí)排出。通過(guò)系統(tǒng)段,可以減緩對(duì)化石燃料的嚴(yán)重依賴(lài)和直接燃用化石燃料帶來(lái)各裝置的協(xié)同工作,保證裝備系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的嚴(yán)重環(huán)境污染,對(duì)提高農(nóng)村生活水平、改善生態(tài)環(huán)境、保障國(guó)家能源安全等具有重要意義。我國(guó)政府近年來(lái)對(duì)生物質(zhì)氣化逐漸重視起來(lái),相關(guān)研究取得了一定成果,相關(guān)技術(shù)也已在國(guó)內(nèi)進(jìn)行了示范應(yīng)用目前我國(guó)的氣化技術(shù)主要以固定床生物質(zhì)氣化爐為主,總體上可分為上吸式和下吸式兩種。原料都是從設(shè)備上部投入3經(jīng)過(guò)干燥、熱分解、還原、氧化。上吸式在設(shè)備底部用風(fēng)機(jī)強(qiáng)制送風(fēng),在設(shè)備上部輸出燃?xì)?。而下吸式在設(shè)備底部用引風(fēng)機(jī)強(qiáng)制輸出燃?xì)?。上吸式燃?xì)庵械慕褂秃扛?凈化程序復(fù)雜成本高。下吸式燃?xì)庵械慕褂秃康?凈化程序簡(jiǎn)單,因而在市場(chǎng)上得到更多應(yīng)用。但下吸式存在不能連續(xù)產(chǎn)氣,間歇運(yùn)行造成大量原料浪費(fèi),產(chǎn)氣率低,燃?xì)赓|(zhì)量也不高,難以應(yīng)用于發(fā)電等諸多領(lǐng)域。而且技術(shù)開(kāi)發(fā)還主要依賴(lài)于政府資金扶持難以引起投資者的興趣進(jìn)行工程開(kāi)發(fā)。因此,開(kāi)發(fā)一種具有高附加值,產(chǎn)氣量大且能連續(xù)運(yùn)行的氣化裝備,尤其能夠?yàn)橥顿Y本裝備具有以下特點(diǎn):1)設(shè)計(jì)方案中采用主動(dòng)配風(fēng),富者帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益的氣化裝備是十分必要的氧燃燒的理念,研制主動(dòng)配風(fēng)裝置,自動(dòng)調(diào)節(jié)氣化過(guò)程中所需3氣化裝備技術(shù)研發(fā)氣化劑量及各層的溫度,優(yōu)化氣化反應(yīng)過(guò)程,使生物質(zhì)在燃燒層內(nèi)均勻充分燃率、高熱值.提高氣化效率31系統(tǒng)簡(jiǎn)介2)研制輸送便利中國(guó)煤化工,滿(mǎn)足主動(dòng)配本研究課題通過(guò)深入研究氣化過(guò)程中的影響因素,并根風(fēng)環(huán)境要求;3)CNMHG的爐排裝置作者簡(jiǎn)介:續(xù)建康,工程師,工作單位:山東紅帆能源科技有限公司,職務(wù):課紐牷牝列牛且線(xiàn)吧機(jī)、盤(pán)面永磁電機(jī),節(jié)能裝備等技術(shù)研發(fā)工作《科技傳播》20146146Applied Technolo用技術(shù)口c三提高氣化裝備自動(dòng)化程度和連續(xù)工作能力:4)優(yōu)化氣化結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)余熱的充分收集和氣化劑預(yù)熱,提高系統(tǒng)熱效率;5)建O(%H2(9) CnHn (%立完善的自動(dòng)調(diào)控系統(tǒng),保障氣化過(guò)程的自動(dòng),可靠地運(yùn)行裝備結(jié)構(gòu)如圖1、圖2可燃?xì)怏w成分隨配風(fēng)量的變化趨勢(shì)設(shè)備外景中試試驗(yàn)爐頂裝置:2.爐膛裝置;3.鏈條傳動(dòng)裝置:4.爐底裝置;5.傳動(dòng)軸裝置;6.爐腰裝置;7.爐頂攪拌配風(fēng)裝置;8.燃燒層配風(fēng)裝置;9.爐排裝置;10.爐底排灰密封裝置;11.爐排電動(dòng)機(jī)32重點(diǎn)零部件爐排裝置計(jì)算機(jī)有限元分析爐排裝置采用RQTA122作為爐排材料。RQTA122在空環(huán)境中耐熱溫度達(dá)到1100℃,抗高溫、耐腐蝕性較好。利用Pro-E軟件建模和 Ansys軟件對(duì)爐排裝置進(jìn)行熱-力耦合分析研究N505550595非可燃?xì)怏w含量隨配風(fēng)量的變化趨勢(shì)由圖分析,CO2的比例隨著配風(fēng)總量的增加呈現(xiàn)先降后增的變化趨勢(shì)。當(dāng)CO2的含量達(dá)到最低時(shí),裝備內(nèi)氣化運(yùn)行狀況處于最佳狀態(tài),此時(shí)CO2充分還原轉(zhuǎn)化為C0。40003000444.4372000溫度場(chǎng)分布云圖1000智過(guò)AtN票⊥2D1633:2350596406573077582086590951000燃?xì)鉄嶂惦S配風(fēng)流量的變化趨勢(shì)TR、TH層反應(yīng)溫度一一主動(dòng)配風(fēng)量變化關(guān)系曲線(xiàn)1.225a115綜合溫度場(chǎng)和位移場(chǎng)云圖,爐排材料RQTA122滿(mǎn)足實(shí)際工33典型原料的氣化性能試驗(yàn)分析YH中國(guó)煤化工CNMHG以玉米秸稈為原料進(jìn)行氣化性能檢測(cè)分析裝備各層反應(yīng)溫度的變化趨勢(shì)14720146《科技傳播》流量在680~910m/h為第二階段,為可燃?xì)怏w占比例最高的個(gè)階段。氧化、還原反應(yīng)均衡,氣體反應(yīng)處于最佳階段。配風(fēng)流量在910m3h以后,雖然原料產(chǎn)氣率較高,但隨著空氣量增1000加,燃?xì)庵蟹强扇細(xì)怏w占有的比重升高針對(duì)不同秸稈原料,課題組對(duì)裝備工作性能進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試,總結(jié)如下最大產(chǎn)氣量最佳熱值原料產(chǎn)氣粗煤氣原料種類(lèi)(KJ/Nm)mKg)焦含量1300~15001.91~2,0657307758208659109551000總配風(fēng)流量(mh)玉米秸稈壓塊成型料1500~160056981,92-2,17焦油含量隨配風(fēng)流量的變化趨勢(shì)玉米秸秤散料0~900焦油的裂解隨溫度的升高較為敏感,在800℃以上的高溫棉柴壓塊成型料1500-19005720時(shí),焦油的裂解率隨著氣化劑供應(yīng)的增加而迅速升高。因此,1.95-2.32519通過(guò)氣化劑的調(diào)節(jié),實(shí)現(xiàn)對(duì)焦油熱裂解去除具有重要意義棉柴散料000~12001.83-2.26本裝備經(jīng)北京市公共事業(yè)研究院檢測(cè),裝備燃?xì)鉄嶂颠_(dá)到588KJ/Nm3,遠(yuǎn)優(yōu)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)4600KJ/Nm3的規(guī)定,氧含量0.9%完全符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的指標(biāo)要求4結(jié)論本氣化裝備的燃?xì)馍a(chǎn)連續(xù)性強(qiáng),焦油裂解效燃?xì)馇鍧嵭院?適合于規(guī)?；a(chǎn)應(yīng)用。對(duì)我國(guó)生物質(zhì)氣化炊事發(fā)電、供熱技術(shù)的工業(yè)化應(yīng)用提供了可靠的依據(jù)。不僅可以實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)能源的高效利用,還可以直接推進(jìn)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。同時(shí)也是貫徹黨中央國(guó)務(wù)院提出的可持續(xù)發(fā)展觀(guān)和科學(xué)發(fā)展觀(guān),在促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)進(jìn)步的同時(shí),減少溫室氣體的排放最大限度的保護(hù)好我們賴(lài)以生存的環(huán)境參考文獻(xiàn)[1]董玉平,等.中國(guó)生物質(zhì)氣化技術(shù)的研究和發(fā)展現(xiàn)狀550595640657307758208659109551000山東大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版),2007,2總配風(fēng)流量(m3h)2]袁振宏,吳創(chuàng)之,馬隆龍生物質(zhì)能利用原理與技術(shù)原料產(chǎn)氣率隨配風(fēng)流量的變化趨勢(shì)M.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005配風(fēng)流量在550~680m3/h為第一階段,這一區(qū)域氣化裝備[3]馬隆龍,吳創(chuàng)之,孫立.生物質(zhì)氣化技術(shù)及其應(yīng)用.北產(chǎn)氣率較低,氣體中可燃?xì)怏w含量較低,燃?xì)赓|(zhì)量較差。配風(fēng)京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003上接第152頁(yè))什什上接第157頁(yè))3結(jié)論3結(jié)論總的來(lái)說(shuō),鑒于小型水庫(kù)的病險(xiǎn)情況普遍嚴(yán)重、病險(xiǎn)因素煤礦機(jī)電和提升運(yùn)輸作為煤礦生產(chǎn)中最主要的一個(gè)環(huán)節(jié)繁多、加固工作任務(wù)中,建議各地方都要根據(jù)不同的條件和經(jīng)它的安全問(wèn)題關(guān)系著我國(guó)的煤炭產(chǎn)業(yè)能否有更高的發(fā)展空間驗(yàn),針對(duì)不同壩型、險(xiǎn)情,開(kāi)展病害排除工作,針對(duì)不同的病現(xiàn)階段,煤炭事故不斷的發(fā)生,已經(jīng)給我國(guó)的煤炭產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了害進(jìn)行不同類(lèi)別的加固工作,以便做好安全保護(hù)工作。而且,嚴(yán)重的影響。只有加強(qiáng)對(duì)于煤礦機(jī)電和提升運(yùn)輸安全問(wèn)題的重在前期排査工作中,小型水庫(kù)要提高標(biāo)準(zhǔn)化管理水平,在設(shè)計(jì)、視,才能夠保證我國(guó)煤炭產(chǎn)業(yè)的安全生產(chǎn),促進(jìn)煤炭產(chǎn)業(yè)的不施工階段就可以對(duì)壩頂寬度、路面形式和管理房等進(jìn)行統(tǒng)一格斷發(fā)展式,以使得后期的修護(hù)保養(yǎng)更加有效果、簡(jiǎn)便參考文獻(xiàn)1]鄭昭煤礦機(jī)電運(yùn)輸安全問(wèn)題評(píng)價(jià)研究[J].中國(guó)高新技參考文獻(xiàn)術(shù)企業(yè),2009(15)[1]申海蓮,張華,許力.我國(guó)小型水庫(kù)現(xiàn)狀及整治對(duì)策2]宋文,黃強(qiáng),樊榮,王飛,戴劍波.預(yù)防煤礦機(jī)電和提[J].節(jié)水灌溉,2007(8)升運(yùn)輸事故的安全策略與關(guān)鍵技術(shù)[J].礦業(yè)安全與環(huán)保,[2]顧群.全國(guó)病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固一期項(xiàng)目績(jī)效評(píng)估分析2009(S1)[門(mén).海河水利,206(5)[3]靳聰.有效避免煤礦機(jī)電運(yùn)輸事故的策略[J.中國(guó)科技3]高大水.國(guó)內(nèi)巖土預(yù)應(yīng)力錨固技術(shù)應(yīng)用及錨固技術(shù)參數(shù)信息,2010(22)統(tǒng)計(jì)[J].長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào),2004(6)[4]周妮.淺中國(guó)煤化工建議江西[4]杜雷功.全國(guó)病險(xiǎn)水庫(kù)除險(xiǎn)加固專(zhuān)項(xiàng)規(guī)劃綜述[J.水利煤炭科技,2011(水電工程設(shè)計(jì),2003(3)[5]董偉.煤HCNMHG口1.中國(guó)新技[5]付磊潮河土壩抗震加固設(shè)計(jì)[J].水利學(xué)報(bào),2000(8)術(shù)新產(chǎn)品,2013(2《科技傳播》20146148