口cs[應用技術 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,山東濟南2501012.濟南重工股份有限公司,山東濟南250109摘要目前我國生物質(zhì)氣化裝備總體上分為上吸式和下吸式兩種。上吸式燃氣中的焦油含量高,凈化程序復雜成本高。下吸式燃氣中的焦油含量低,凈化程序簡單,因而在市場上得到更多應用。但目前下吸式氣化裝備存在不能連續(xù)產(chǎn)氣,設備可控性差,產(chǎn)氣率低,燃氣質(zhì)量不高,難以實現(xiàn)自動化操作。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)?；a(chǎn),提高設備自動仳程度,増強焦油裂解效率,推動農(nóng)村生物質(zhì)源開發(fā),緩解我國能源緊缺現(xiàn)狀關鍵詞生物質(zhì)能源開發(fā);下吸式連續(xù)氣化裝備;技術研發(fā)中圖分類號F407.2文獻標識碼A文章編號1674-6708(2014)117-0146-03引據(jù)氣化產(chǎn)生熱化學反應的能量轉(zhuǎn)化過程,研制開發(fā)了一種產(chǎn)氣能源是人類賴以生存和發(fā)展的重要物質(zhì)基礎,目前我國正量大,可連續(xù)運行,自動化程度高的生物質(zhì)氣化裝備。設備處在城鎮(zhèn)化,工業(yè)化快速發(fā)展階段,要保持經(jīng)濟長期平穩(wěn)較快整體性能指標得到大幅提升,氣化效率大于70%,燃氣熱值大發(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,出爐燃氣焦油含量小于1000g/Nm,氧含量石能源資源日益枯竭,追切需要開發(fā)可再生的能源資源以補充于1%。設備可以滿足連續(xù)穩(wěn)定運行,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)境友好的可再生燃氣品質(zhì)好,應用范圍廣,將實現(xiàn)對固定床氣化技術及設備的能源資源,是開發(fā)利用可再生能源資源實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的一個革新主要方向裝備主要由爐頂、爐膛、鏈條傳動、爐底、傳動軸、爐腰我國潛在的生物質(zhì)資源非常豐富。全國農(nóng)作物年產(chǎn)生物質(zhì)爐頂攪拌配風、燃燒層配風、爐排、爐底排灰密封、爐排電動約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)酵殘渣等在2億噸以上。各類林木質(zhì)螺旋進料器進入爐膛,由爐頂攪拌配風裝置拌合均勻,啟動引棄物資源量在3億噸以上。據(jù)推測,到2020年,中國可開發(fā)風和配風風機,根據(jù)氣化燃燒的特點和氣化劑供給量需求生物質(zhì)資源量至少可相當于15億噸標準煤。如何對這些生物過爐頂攪拌配風裝置和燃燒層配風裝置對爐膛內(nèi)進行主動配質(zhì)資源進行深層次、有效的開發(fā)利用成為我國建立資源節(jié)約風。同時根據(jù)工況要求,啟動配風控制系統(tǒng)對配風過程進行實環(huán)境友好型社會和社會主義新農(nóng)村建設的迫切要求時控制和調(diào)節(jié)。通過引風機使氣化裝備底部形成微負壓,爐膛1背景內(nèi)燃燒氣化產(chǎn)生的燃氣由上而下輸出。系統(tǒng)燃燒所產(chǎn)生的灰分通過滾動爐排裝置連續(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),實時啟動將灰渣及時排出。通過系統(tǒng)段,可以減緩對化石燃料的嚴重依賴和直接燃用化石燃料帶來各裝置的協(xié)同工作,保證裝備系統(tǒng)的連續(xù)穩(wěn)定運行的嚴重環(huán)境污染,對提高農(nóng)村生活水平、改善生態(tài)環(huán)境、保障國家能源安全等具有重要意義。我國政府近年來對生物質(zhì)氣化逐漸重視起來,相關研究取得了一定成果,相關技術也已在國內(nèi)進行了示范應用目前我國的氣化技術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。原料都是從設備上部投入3經(jīng)過干燥、熱分解、還原、氧化。上吸式在設備底部用風機強制送風,在設備上部輸出燃氣。而下吸式在設備底部用引風機強制輸出燃氣。上吸式燃氣中的焦油含量高,凈化程序復雜成本高。下吸式燃氣中的焦油含量低,凈化程序簡單,因而在市場上得到更多應用。但下吸式存在不能連續(xù)產(chǎn)氣,間歇運行造成大量原料浪費,產(chǎn)氣率低,燃氣質(zhì)量也不高,難以應用于發(fā)電等諸多領域。而且技術開發(fā)還主要依賴于政府資金扶持難以引起投資者的興趣進行工程開發(fā)。因此,開發(fā)一種具有高附加值,產(chǎn)氣量大且能連續(xù)運行的氣化裝備,尤其能夠為投資本裝備具有以下特點:1)設計方案中采用主動配風,富者帶來經(jīng)濟效益的氣化裝備是十分必要的氧燃燒的理念,研制主動配風裝置,自動調(diào)節(jié)氣化過程中所需3氣化裝備技術研發(fā)氣化劑量及各層的溫度,優(yōu)化氣化反應過程,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)簡介2)研制輸送便利中國煤化工,滿足主動配本研究課題通過深入研究氣化過程中的影響因素,并根風環(huán)境要求;3)CNMHG的爐排裝置作者簡介: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:課紐牷牝列牛且線吧機、盤面永磁電機,節(jié)能裝備等技術研發(fā)工作《科技傳播》20146146Applied Technolo用技術口c三提高氣化裝備自動化程度和連續(xù)工作能力:4)優(yōu)化氣化結(jié)構(gòu),實現(xiàn)余熱的充分收集和氣化劑預熱,提高系統(tǒng)熱效率;5)建O(%H2(9) CnHn (%立完善的自動調(diào)控系統(tǒng),保障氣化過程的自動,可靠地運行裝備結(jié)構(gòu)如圖1、圖2可燃氣體成分隨配風量的變化趨勢設備外景中試試驗爐頂裝置:2.爐膛裝置;3.鏈條傳動裝置:4.爐底裝置;5.傳動軸裝置;6.爐腰裝置;7.爐頂攪拌配風裝置;8.燃燒層配風裝置;9.爐排裝置;10.爐底排灰密封裝置;11.爐排電動機32重點零部件爐排裝置計算機有限元分析爐排裝置采用RQTA122作為爐排材料。RQTA122在空環(huán)境中耐熱溫度達到1100℃,抗高溫、耐腐蝕性較好。利用Pro-E軟件建模和 Ansys軟件對爐排裝置進行熱-力耦合分析研究N505550595非可燃氣體含量隨配風量的變化趨勢由圖分析,CO2的比例隨著配風總量的增加呈現(xiàn)先降后增的變化趨勢。當CO2的含量達到最低時,裝備內(nèi)氣化運行狀況處于最佳狀態(tài),此時CO2充分還原轉(zhuǎn)化為C0。40003000444.4372000溫度場分布云圖1000智過AtN票⊥2D1633:2350596406573077582086590951000燃氣熱值隨配風流量的變化趨勢TR、TH層反應溫度一一主動配風量變化關系曲線1.225a115綜合溫度場和位移場云圖,爐排材料RQTA122滿足實際工33典型原料的氣化性能試驗分析YH中國煤化工CNMHG以玉米秸稈為原料進行氣化性能檢測分析裝備各層反應溫度的變化趨勢14720146《科技傳播》流量在680~910m/h為第二階段,為可燃氣體占比例最高的個階段。氧化、還原反應均衡,氣體反應處于最佳階段。配風流量在910m3h以后,雖然原料產(chǎn)氣率較高,但隨著空氣量增1000加,燃氣中非可燃氣體占有的比重升高針對不同秸稈原料,課題組對裝備工作性能進行了現(xiàn)場測試,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(KJ/Nm)mKg)焦含量1300~15001.91~2,0657307758208659109551000總配風流量(mh)玉米秸稈壓塊成型料1500~160056981,92-2,17焦油含量隨配風流量的變化趨勢玉米秸秤散料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,焦油的裂解率隨著氣化劑供應的增加而迅速升高。因此,1.95-2.32519通過氣化劑的調(diào)節(jié),實現(xiàn)對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,裝備燃氣熱值達到588KJ/Nm3,遠優(yōu)于國家標準4600KJ/Nm3的規(guī)定,氧含量0.9%完全符合行業(yè)標準的指標要求4結(jié)論本氣化裝備的燃氣生產(chǎn)連續(xù)性強,焦油裂解效燃氣清潔性好,適合于規(guī)?；a(chǎn)應用。對我國生物質(zhì)氣化炊事發(fā)電、供熱技術的工業(yè)化應用提供了可靠的依據(jù)。不僅可以實現(xiàn)生物質(zhì)能源的高效利用,還可以直接推進農(nóng)村經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。同時也是貫徹黨中央國務院提出的可持續(xù)發(fā)展觀和科學發(fā)展觀,在促進我國經(jīng)濟進步的同時,減少溫室氣體的排放最大限度的保護好我們賴以生存的環(huán)境參考文獻[1]董玉平,等.中國生物質(zhì)氣化技術的研究和發(fā)展現(xiàn)狀550595640657307758208659109551000山東大學學報(工學版),2007,2總配風流量(m3h)2]袁振宏,吳創(chuàng)之,馬隆龍生物質(zhì)能利用原理與技術原料產(chǎn)氣率隨配風流量的變化趨勢M.北京:化學工業(yè)出版社,2005配風流量在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)氣化技術及其應用.北產(chǎn)氣率較低,氣體中可燃氣體含量較低,燃氣質(zhì)量較差。配風京:化學工業(yè)出版社,2003上接第152頁)什什上接第157頁)3結(jié)論3結(jié)論總的來說,鑒于小型水庫的病險情況普遍嚴重、病險因素煤礦機電和提升運輸作為煤礦生產(chǎn)中最主要的一個環(huán)節(jié)繁多、加固工作任務中,建議各地方都要根據(jù)不同的條件和經(jīng)它的安全問題關系著我國的煤炭產(chǎn)業(yè)能否有更高的發(fā)展空間驗,針對不同壩型、險情,開展病害排除工作,針對不同的病現(xiàn)階段,煤炭事故不斷的發(fā)生,已經(jīng)給我國的煤炭產(chǎn)業(yè)帶來了害進行不同類別的加固工作,以便做好安全保護工作。而且,嚴重的影響。只有加強對于煤礦機電和提升運輸安全問題的重在前期排査工作中,小型水庫要提高標準化管理水平,在設計、視,才能夠保證我國煤炭產(chǎn)業(yè)的安全生產(chǎn),促進煤炭產(chǎn)業(yè)的不施工階段就可以對壩頂寬度、路面形式和管理房等進行統(tǒng)一格斷發(fā)展式,以使得后期的修護保養(yǎng)更加有效果、簡便參考文獻1]鄭昭煤礦機電運輸安全問題評價研究[J].中國高新技參考文獻術企業(yè),2009(15)[1]申海蓮,張華,許力.我國小型水庫現(xiàn)狀及整治對策2]宋文,黃強,樊榮,王飛,戴劍波.預防煤礦機電和提[J].節(jié)水灌溉,2007(8)升運輸事故的安全策略與關鍵技術[J].礦業(yè)安全與環(huán)保,[2]顧群.全國病險水庫除險加固一期項目績效評估分析2009(S1)[門.海河水利,206(5)[3]靳聰.有效避免煤礦機電運輸事故的策略[J.中國科技3]高大水.國內(nèi)巖土預應力錨固技術應用及錨固技術參數(shù)信息,2010(22)統(tǒng)計[J].長江科學院院報,2004(6)[4]周妮.淺中國煤化工建議江西[4]杜雷功.全國病險水庫除險加固專項規(guī)劃綜述[J.水利煤炭科技,2011(水電工程設計,2003(3)[5]董偉.煤HCNMHG口1.中國新技[5]付磊潮河土壩抗震加固設計[J].水利學報,2000(8)術新產(chǎn)品,2013(2《科技傳播》20146148