SWLJ固定床反火型生物质气化炉研制.pdfVIP

第33卷第7期 煤气与热力 V01．33No．7 2013年7月 GASHEAT Jul．2013 ·燃气气源与加工利用· SW／LJ固定床反火型生物质气化炉研制 于江华， 王湘宁， 于京春， 李 新， 宋海宁， 徐 方 (中交煤气热力研究设计院有限公司，辽宁沈阳110026) 摘 要： SW／LJ固定床反火型生物质气化炉技术采用膜分离技术制取富氧空气作为气化 剂，降低氮含量，提高热值和气化率；采用催化剂对焦油进行催化裂解，在增加热值的同时，减少污 染和能源浪费；采用催化剂对粗煤气进行甲烷化以进一步提高热值。 关键词： 生物质气化； 固定床反火型气化炉； 富氧气化； 焦油催化裂解； 甲烷化 中图分类号：TU996文献标识码：B 1概述 本研究将空气气化剂改为富氧气化剂，并对焦 生物质能开发利用技术的研究是我国可持续发 油进行催化裂解，同时借鉴煤气化的甲烷化工艺对 展技术的重要内容之一，被列入我国21世纪发展议 气化后续过程进行改进，以期研制出技术先进的生 程。生物质能具有可再生性、低污染性、广泛分布性 物质气化炉。 的特点。1。3J，如何利用好这些可再生资源是我国能 2研究内容 源可持续发展的一个主要方向。生物质集中供气技 本研究的主要内容是：将空气气化剂改为富氧 术的开发与应用，为我国规模化利用生物质资源开 气化剂，降低氮含量，提高热值；采用催化剂对焦油 辟了一条有效的途径。它对于解决能源与环境这一 进行催化裂解，在增加热值的同时，减少污染和能源 当今世界突出的社会问题具有重要意义HJ。生物 浪费；采用催化剂对粗燃气进行甲烷化，进一步提高 质气化炉是该技术的核心设备。衡量一种生物质气 热值。 化炉的研究与设计成功与否，主要看该气化炉是否 3技术原理与性能特点 能够连续、稳定、安全地生产出高质量的生物质燃 3．1技术原理 气。 SW／LJ固定床反火型生物质气化炉采用下吸 目前，我国农村广泛使用的生物质气化技术，主 式气化炉，生物质燃料由顶部装人炉内，靠重力逐渐 要是固定床气化工艺，采用空气为气化剂”1。这种 下降，空气从设计好的氧化层位置进入(即喉口部 工艺设备结构简单，易于操作，可实现多种生物质原 位进入)与已点燃的生物质中的碳发生反应，生成 料的热解气化，投资少，因此得到了广泛应用。但 二氧化碳，放出热量。由于限氧燃烧，氧气的供应并 是，其产生的生物质燃气热值低，且焦油含量高，非 不充分，因此不完全燃烧同时发生，生成一氧化碳， 常容易造成管路阻塞。其原因有两个方面：第一，由 放出热量。这些热量为还原反应、物料的热解和干 于采用空气为气化剂，得到的生物质气中氮气含量 燥提供了热源。还原区在氧化区的下部，气化生成 高，其体积分数通常在50％左右；第二，由于生物质 的富含焦油的燃气向下通过该区域。因为在还原区 原料中水分及挥发分含量高、固定碳含量相对较低， 不存在氧气，所以氧化反应中生成的二氧化碳同焦 使获得的生物质燃气中焦油含量高帕o。因此，我国 炭及水蒸气发生还原反应，生成一氧化碳和氢气。 200 目前广泛应用的生物质气化工艺还比较落后，必须 由于喉部高温氧化区(800～1oC)和以炽热焦 对其进行改进，研制出既经济适用，气体质量又高的 炭为主的还原区的存在，燃气中的部