秸稈氣化

2012/4/30 21:41:56

您好,我想了解一下秸稈氣化原理.

姓名：付新加　單位：　聯(lián)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(zhuǎn)化為氣體燃料的熱化學(xué)過程。當(dāng)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(fā)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(yīng)的秸稈自上而下分成干燥區(qū)，熱分解區(qū)（裂解區(qū)），還原區(qū)和氧化區(qū)。下面就四個反應(yīng)區(qū)分別描述秸稈的氣化過程： 1、氧化反應(yīng)　　空氣由氣化爐的底部進入，在經(jīng)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(qū)，在這里同熾熱的炭發(fā)生燃燒反應(yīng)，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(yīng)同時發(fā)生，生成一氧化碳，同時也放熱量。在氧化區(qū)，溫度可達1000~1200℃，反應(yīng)方程式為：C+O2=CO2+△H △H=408.8千焦　　在氧化區(qū)進行的均為燃燒反應(yīng)，并放出熱量，也正是這部分反應(yīng)熱為還原區(qū)的還原反應(yīng)、物料的裂解和干燥，提供了熱源。在氧化區(qū)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(qū)，灰則落入下部的灰室中。 2、還原反應(yīng)　　在還原區(qū)已沒有氧氣存在，在氧化反應(yīng)中生成的二氧化碳在這里同炭及水蒸氣發(fā)生還原反應(yīng)，生成一氧化碳（CO）和氫氣（H2）。由于還原反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，還原區(qū)的溫度也相應(yīng)降低，約為700~900℃。 還原區(qū)的主要產(chǎn)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(qū)生成的部分熱氣體進入上部的裂解區(qū)，而沒有反應(yīng)完的炭則落入氧化區(qū)。 3、裂解反應(yīng)　　在氧化區(qū)和還原區(qū)生成的熱氣體，在上行過程中經(jīng)過裂解層，同時將秸稈加熱，當(dāng)秸稈受熱后發(fā)生裂解反應(yīng)。在反應(yīng)中，秸稈中大部分的揮發(fā)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(qū)溫度已降到400~600℃�！　≡诹呀夥磻�(yīng)中還有少量烴類物質(zhì)的產(chǎn)生。裂解區(qū)的主要產(chǎn)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(zhì)等，這些熱氣體繼續(xù)上升，進入到干燥區(qū)，而炭則進入下面的還原區(qū)。 4、秸稈的干燥 氣化爐最上層為干燥區(qū)，從上面加入的物料直接進入到干燥區(qū)，物料在這里同下面三個反應(yīng)區(qū)生成的熱氣體產(chǎn)物進行換熱，使原料中的水分蒸發(fā)出去，該層溫度為 100~300℃。干燥層的產(chǎn)物為干物料和水蒸氣，水蒸氣隨著下面的三個反應(yīng)區(qū)的產(chǎn)熱排出氣化爐，而干物料則落入裂解區(qū)。　　氣化實際上總是兼有燃料的干燥裂解過程。氣體產(chǎn)物中總是摻雜有燃料的干餾裂解產(chǎn)物，如焦油、醋酸、低溫干餾氣體。所以在氣化爐出口，產(chǎn)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(nóng)村居民用能主要是以薪柴、秸稈、煤為主，少數(shù)富裕地區(qū)使用液化石油氣。這種傳統(tǒng)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(nóng)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(huán)境也造成了很大的污染。同時，農(nóng)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(huán)境污染，還減輕了農(nóng)村婦女的勞動強度，使村鎮(zhèn)的文明建設(shè)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(huán)硫化床氣化爐。 以上內(nèi)容及建議，僅供參考。

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