生物质燃料加人以热砂子为床料的气化炉,从砂子吸收量,进行热解反应,气体产物携带残炭和砂子在分离器中分离.分离后的残炭和砂子在燃烧炉中与空气发生燃烧,将砂子加热,烟气携带热砂子再经分离器分离后,热砂子返回气化炉!DFB气化炉的突出特点是,利用流化床的强大输运能力使燃料颗粒在两个流化床炉膛中传输!目前市场上还有一种半气化设备!半气化设备并没有将生物质气化,实际上是这样的:生物质直接燃烧时有一部分挥发份(可燃气体)没有得到利用,半气化设备就是通过二次送风,促进挥发份的燃烧!
CFB床层充满整个容器空间,不存在密相区和稀相区,维持床层颗粒浓度的必要条件是很高的固体颗粒循环量,一旦循环不佳,床中全部颗粒可能被吹空!由于生物质燃料的流化特性不好,CFB气化炉基本上都使用砂子作为辅助流化介质!CFB气化炉有两个特征:气流速率较高,一般在4~7m/s之间,床层工作在快速流化区;固定颗粒的高循环倍率在10~20之间!双流化床气化设备(DFB) 双流化床气化炉采用两个流化床炉膛,一个是气化炉,另一个是燃烧炉。
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二是生物质高温乏氧裂解气.它是通过生物质气化设备将低值生物质原料分解为可燃气体!气体的成分与天然气差别比较大,以一氧化碳和氢气为主,也有少量的甲烷等烃类物质!目前商品化的生物质燃气氮气含量大,所以热值比较低,大概是天然气的七分之一左右.不过其以数量取胜,在同等热值条件下,相当于天然气1.5元/立方米!过去几乎与煤炭的成本差不多.现在煤炭涨价,又要“碳交易”,生物质燃气的成本已经低于煤炭。生物质燃气不但有清洁零排放优势,还具备经济优势,想不发展都难呢.
下吸式的气化率比上吸式要高一点,焦油少,但能耗大,气体温度偏高!上吸式设备气体灰分少,温度相对低,能耗低,设备寿命更长!总体上看上吸式设备更适合商业化应用。上吸式气化设备反应层由上到下依次为干燥层、热解层、还原层和氧化层!生物质从顶部加入气化炉中,首先被燃气加热干燥,然后受热发生热解,析出大量挥发分,固体炭依次进人下方的还原层和氧化层。气化剂则是从下部供给,首先与固体炭进行氧化反应,放出热量使气流和床层温度迅速升高,气流中全是燃烧产物.
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鼓泡流化床气化设备(BFB)鼓泡流化床中,当气速超过临界流化气速后,固体开始流化,床层出现气泡,并明显地出现粒子聚集的密相区和气泡为主的稀相区.炉体比较粗胖,下部是有明显床层的密相区,气化反应主要发生在密相区,为了防止细颗粒燃料被气流带出密相区,炉膛上部设计有扩张段,降低气速,也延长了燃料在稀相区的反应时间。循环流化床气化设备(CFB)CFB气化炉炉体细长,炉膛上部出口安装了旋风分离器,将高温固体颗粒分离收集并送回炉膛.
半气化设备提高了生物质能源的燃烧效率,其能源利用率大概在40%左右,与真正的气化设备比较依然低了30%左右!我们可以说所谓“半气化”就是生物质直接燃烧.固定床气化设备中,生物质燃料经历干燥、热解、氧化(燃烧)和还原后转化成可燃气体.根据气化剂供给位置和流过燃料层的顺序,有上吸式、下吸式、横吸式和开心式,主要使用前两种气化设备!固定床气化设备主要分为上吸式和下吸式,区别是上吸式设备可燃气体从气化设备的上部出来,下吸式设备可燃气体从设备的下面出来.