60kW两段式秸秆气化炉运行特性.pdfVIP

第31卷第1期 太阳能学报 V01．31．No．1 2010年1月 AcTA SOI．^RISSINICA ENERGIAE Jan．，2010 文章编号：0254-0096(2010}01．0124-04 60kW两段式秸秆气化炉运行特性 苏 毅，陆 方，罗永浩，杜云川 (上海交通大学机械与动力工程学院热能工程研究所，上海200240) 摘要：研究了上海交通大学热能研究所研制的60kW两段式秸秆气化炉的运行特性。以秸秆为原料在该气化炉 上实验，考察原料量、空气过量系数对气化炉生产能力和碳转化率以及气化效率的影响，并分析了气化气成分及热 值。数据表明该气化炉各项参数均优于一般固定床气化炉：原料消耗量为100kg／h，ER=0．35时，秸秆气化气平均 热值为6599．60kJ／m3，产气率为1．88m3／kg，碳转化率为91．3％，气化效率为84．6％。 关键词：气化发电；两段式；秸秆气化炉；气化参数 中图分类号：1K6 文献标识码：A 式秸秆气化炉、净化系统、储气系统、内燃机发电系 0引言 统、控制系统组成(如图1)。其中，两段式秸秆气化 利用生物质气化技术将秸秆等生物质变成可燃 炉、净化系统、发电系统是整个系统的核心组成。 气是一种先进的生物质能利用技术…。目前常见的 气化设备主要分为流化床和固定床两种他]。流化床 气化炉适合于工业化、大型化，但需对原料进行预处 理且气化气中飞灰含量较高，不便于后续的净化处 理。固定床气化炉结构简单、操作便利，但只适用于 中小规模生产。国内外许多学者对传统固定床的气 化炉做了改进以适应多种原料及降低焦油含 量∞“J。文献[7，8]描述了热解区和气化区独立的 两段式气化炉，并以木片为原料，蒸汽和空气混合为 气化介质研究了两段式气化炉的气化特点，指出两 图160kW秸秆气化发电系统 60kWstraw 段式气化炉系统简单灵活，可在气化炉内实现高温 Fig．1 gasificationgeneratingsystem 1．1两段式秸秆气化炉 裂解、部分氧化和焦油脱除的目的，但其设备功率小 两段式气化炉炉体结构如图2所示。炉体分为 且只适用于木片原料。 热解区、氧化区、气化区3部分。运行中维持炉内 在此基础上，上海交通大学热能工程研究所在 200～400Pa的负压。秸秆由铡草机切成平均长度为 上海市科委科技攻关计划的支持下，开发了全新的 60kW两段式秸秆气化炉。以简单处理的秸秆为原5cm的小段，经传送带送至进料口，由活塞直接送入 料，空气为气化剂，普通燃气内燃机为发电设备设计 热解筒内。秸秆在热解筒内被内燃机排出的高温尾 了整套发电系统。在小型秸秆气化发电技术中取得 气间接加热至约400。C。充分热解后的秸秆被活塞 了突破性的进展。本文将对该系统中的重要设备 推挤送入气化炉炉体部分，并在气化炉内堆积形成 ——两段式秸秆气化炉的运行特性进行实验研究。 高约100cm的碳床。气化气出口的换热器将冷空气 加热至3500C后通入喉口。热解筒内秸秆热裂解产 1 系统组成 生的热裂解气在通过喉El时与引入的空气混合，被 60kW秸秆气化发电系统主要由给料系统、两段部分引燃，发生部分氧化反应。喉口的温度迅速提