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.山東建筑工程學院空調與制冷工程系,濟南250014;2.山東省產(chǎn)品質量監(jiān)督檢驗所濟南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型的各自特點。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行脫硫不僅提高能源的利用率而且減少了污染。關鍵詞秸稈氣;上吸式氣化爐氰化鐵法中圖分類號TQ546.5文獻標識碼文章編號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,并取得生物質氣化技術人員面前的一個重要課題。了良好的經(jīng)濟效益、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、運行可靠點它可實現(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男講師主要從事燃氣生產(chǎn)凈化輸配及燃應用研究2002年第6可再生能源19發(fā)事故。實際應用中應加強操作經(jīng)驗的積累,表1氣化爐內各區(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;預熱氣化劑;防止爐算受高溫結構見圖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進料口密封要求高。由于爐內存在粉塵和水分,內灰區(qū)密封面容易粘附細小物料,造成密封不嚴實。雙氣囗解決的辦法是采用雙風機,使得爐頂處于微負出灰口壓狀態(tài)減少爐內煙氣量,改善爐內環(huán)境,但此方案增加了設備投資;另一解決方案是采用水圖1上吸式氣化爐結構示意圖密封原因是爐膛頂部的壓力低于98Pa。圖1置以及燃氣導岀孔。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機1鼓入,并均勻通過物料,進行的要求。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。當物料中的水分高于70%時,燃燒反應不層、氧化層和灰渣層后排岀,在爐內與氣化劑能進行。物料中水分一般控制在15%以內。是逆向運動。空氣由爐箅均勻分布后被灰渣層2凈化預熱,然后上升到氧化層。在氧化層內氧與秸秸稈燃氣中雜質主要是焦油、硫化氫、灰稈中碳進行氧化反應,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化反應的進行。生成的氣體上升進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行還原反應生成的干餾、干燥,到達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。參加反應的氣體繼續(xù)上升進入干餾層,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入干燥層,預熱采用水冷卻的方式進行降溫、脫焦油。這里需最上部的原料后進入氣化爐的上部空間,而后要強調的是,原料的水分含量是要嚴格控制從燃氣導出孔引出。制造秸稈氣的主要反應是的,否則燃氣中含有大量的水分,一來不容易在氧化層和還原層進行的,通稱為氣化區(qū)。各點火,二來導致部分焦油凝結下來,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,必顯熱進行原料的干燥、預熱和干餾,還能利用須進行處理。最經(jīng)濟的處理方法是氧化鐵法灰渣的顯熱預熱氣化劑,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。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)生不管是從燃氣質量還是運行的安全性以如下反應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備。上吸式家用容易獲取、價廉的物質。據(jù)城市燃氣凈化經(jīng)驗,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燃氣與脫硫劑在實際應用中,應加強對各個用戶的技術培訓接觸時間宜取130~200s。和安全教育?？蒲胁块T和生產(chǎn)廠家應共同加大制作脫硫劑的方法是:將鐵屑與木屑按照技術、資金投入,設計節(jié)能、安全、環(huán)保的氣化1∶l摻混灑水后充分翻曬進行人工氧化。進爐以推進農(nóng)村炊事燃氣化加速我國可再生資箱前再加入0.5%熟石灰(顆粒直徑要求為源的利用進程0.6~2.4mm)。該方法工藝簡單,脫硫效果好。但如果設參考文獻計不當會導致阻力增大這也是在解決密封問1姜正侯.燃氣工程技術手冊[M.上海同濟大學出題時選擇雙風機的原因之-。氧化鐵法的另版社1999個優(yōu)點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.秸桿燃氣凈化技術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結束語[3]工業(yè)爐設計手冊[M].北京機械工業(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)建設項目”和其微波站、電視差轉臺站、氣象站公路、鐵路無電他一些利用風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(全將大大促進我國風能的開發(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油或汽油發(fā)電機組供電供電成本相當高有些地方高達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)電廠的風力資源豐富地區(qū)通過采用風力發(fā)電供電既數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)-總體結構及功能概述[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.總線型分布式微機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[J得有著十分顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。安徽機電學院學報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)絡的總體離網(wǎng)型7.5kW風電機組突破常規(guī)設計,實現(xiàn)[.微電子學與計算機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。為此系統(tǒng)配套設計的數(shù)據(jù)采集通訊網(wǎng)絡可擴展性強,適合與各種風車田和風電TH中國煤化工uisition System Speci場的數(shù)據(jù)通訊,界面設計友好,可讀性強,帶聯(lián)CNMHGMiam Neumann and網(wǎng)接口適應目前聯(lián)網(wǎng)技術發(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)化促進項ed March 2002