小型家用生物质气化炉设计
户用型生物质湿柴直燃气化炉的设计
中图 分 类 号 ：ＴＰ２７３．５ 文 献 标 识 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：１００７—７７８２（２０１１）０６—００２７—０３
近年来 ，随着国民经济快速增长 ，用能问题 已经 成 为世 界各 国人 民面临 的最 紧迫 问题 之一 ，与此 同 时商品化热源价格也随之上涨 ，我国的广大农村面 临 严重 的用 能 负担 。新疆 是 一个农 业 大省 ，农 作物 秸 秆 资源 丰富 ，据新疆 ２００７年农 作物 产 品产量 利用 农 作物 秸秆 资 源量估 算 ，新疆 农 作物 秸秆 资源 量估 算 值 为 ４ ０７３．５５８万 ｔ，折 合 ２ １５４．９１２万 ｔ标 准煤 【】１。
２～５ ２００－３５０ ２００￣３００
化 学颗 粒肥 施肥 量
根 据需 求调 整
农 家肥 施肥 量 （ｋｇ／６６７ｍ。）５００－１ ５００（可调 ）
４ 机 具 特 点
（１）由于 该 机 开沟 装 置 在 右侧 （旋 耕 刀 在拖 拉 机 右轮 正后 方 ），作 业 时拖拉 机行 间行 走 可将施 肥 沟 开 在距树 干 ０．５～１．０ ｍ处 ，而不受 树冠 树 叶 的影 响 。
收 稿 日期 ：２０１卜 １卜 ３０
因此研究和发展农村户用型生物质炉具 ，充分利用 农 村 秸秆 资源 ，是减 轻 这一 负担 的有效 方法 。由于 目 前市 场上 的各 种生 物质 炉具 在使 用 的过 程 中 ，普 遍 存在热效率低 、点火 困难和产生焦油等问题 。故从节 能减 排 的角度 出发 ，设 计一 种经 济环保 的户用 型生 物质 湿柴 直燃 气化 炉 ，减 轻农 民用 能负 担 ，促 进农 村 经济 可持 续发 展 。
２０１１年 第 ６期
新疆农机化
·开 发 研 究 ·
农村生物质气化炉系统课程设计
目录一、设计的原始资料 ................................................1.1设计原因 ...................................................1.2设计题目 ...................................................3.2气化炉产气量的确定 .........................................3.3 气化炉尺寸的计算...........................................四、附属设备的选择 ................................................4.1 燃气灶.....................................................4.2 膨胀水箱...................................................4.3 排气阀.....................................................4.4 补偿器.....................................................了适合小型农户自产自销秸秆等生物质气化炉用于炊事采暖，设计方案操作简单、经济性能好，具有一定的可行性。
1.2设计题目某农村住宅生物质气化气应用的规划设计1.3设计条件1.所在地区：辽宁省沈阳市2.农村住宅平面图及尺寸，如下图1-1所示3.一家4口人。
1.4设计方案根据该农村住宅所在地的气候条件和房屋维护结构保温情况采用面积概算热指数方法计算房间热负荷，并依此确定散热器类型和所需散热器片数，然后设计住宅供暖系统，确定供暖形式，绘制供暖管网平面图和系统图，再依据等温降法进行管网水力计算，依此选择各个管段的管径，并配置相应的管路附件（补偿器、除污器、排气阀等）；其次再统计计算该住宅生活日用气量，选择气化炉类型，初步估计气化炉气化强度，确定生物质日消耗量和气化炉热功率进而确定气化炉形状和各部位尺寸，计算生物质气化和气化气完全燃烧需空气量，依此选择相应的风机，并配置相应的附件设施。
农村户用小型秸秆气化炉制作方法
农村户用小型秸秆气化炉制作方法秸秆气化炉是一种利用秸秆等生物质材料进行燃烧、气化生成可燃气体的设备。
在农村地区，由于秸秆等农业废弃物的大量产生，利用这些废弃物进行气化可以减少农村污染，提高生活质量。
下面是农村户用小型秸秆气化炉的制作方法。
1.设计秸秆气化炉的形状和尺寸。
根据实际需求和可用材料，设计一个合适的形状和尺寸。
典型形状是一个圆柱体，高度约为1.2米，直径约为0.6米。
这个尺寸可以容纳较多的秸秆，并且容易进行操作和维护。
2.准备制作材料。
选择适合的材料来制作气化炉，常用的材料包括砖块、铁板和耐高温陶瓷。
这些材料能够承受高温，并且不容易受到气化过程中产生的腐蚀。
3.组装气化炉的外部结构。
首先，使用砖块或铁板组装气化炉的外壳，这个外部结构能够帮助保持高温，并且有助于产生气化反应。
确保外部结构坚固，并且不会因为高温而变形。
4.设计气化炉的气化室。
在气化炉内部，需要设计一个用于放置秸秆的气化室。
这个气化室应该有一个适当的进气口和出气口，以及一个用于调节气流的装置，如可调节的风门。
同时，要确保气化室的密封性，以避免气化过程中的气体泄漏。
5.安装气化炉的燃烧室。
在气化炉的底部，安装一个燃烧室，用于点燃秸秆和维持气化过程所需的高温。
这个燃烧室可以使用耐高温陶瓷材料制作，并且需要有一个进风口和一个排烟口。
6.测试和优化气化炉。
在气化炉制作完成后，进行一系列的测试，以确保其可靠性和高效性。
可以尝试不同的秸秆和气化参数组合，优化气化炉的性能。
7.使用和维护气化炉。
一旦气化炉通过测试，可以开始使用它来进行秸秆的气化。
在使用过程中，定期清理气化室和燃烧室，并确保气化炉的各个部件正常工作。
总结：农村户用小型秸秆气化炉的制作过程可以分为设计、组装和测试等几个步骤。
这个制作方法需要一定的专业知识和技能，以确保气化炉的安全和性能。
通过使用这种小型气化炉，农村地区可以高效地利用秸秆等农业废弃物，减少环境污染，并提供可再生能源。
一种下吸式生物质气化炉的制作方法
一种下吸式生物质气化炉的制作方法下吸式生物质气化炉是一种将生物质转化为可燃气体的设备。
它通过控制氧气供应和温度条件，在有限的氧气环境中将生物质热解和氧化，并产生可燃气体（主要是一氧化碳、氢气和甲烷）。
下面将介绍一种制作下吸式生物质气化炉的方法。
材料准备：1.沉痂砖：作为炉膛和燃烧室的材料，具有耐高温、耐酸碱等特性。
2.固体细面板：作为外壳和绝缘材料，具有隔热、保温、耐久等特点。
3.钢板：作为底座和固定支撑结构的材料，具有承重和稳定等特征。
4.钢筋和焊接设备：用于加固和连接炉膛和燃烧室的结构。
步骤：1.设计和测量：首先，根据设计要求和所需燃烧量，确定气化炉的尺寸和容量。
然后，根据设计尺寸制作一个模型或图纸。
根据模型或图纸，测量所需的沉痂砖、固体细面板、钢板和钢筋的尺寸。
2.制备炉膛和燃烧室：根据设计的尺寸和材料准备的尺寸，使用焊接设备将钢板和钢筋连接成炉膛和燃烧室的结构。
炉膛应按照设计要求安装气化炉的进料口和出料口。
3.安装沉痂砖和固体细面板：将预制的沉痂砖放置在炉膛内，固体细面板用于覆盖炉膛和燃烧室的外部表面。
使用耐高温的胶水或水泥，将沉痂砖和固体细面板固定在炉膛和燃烧室上。
4.安装气化炉进料和出料系统：根据设计要求，在炉膛上安装进料口和出料口。
进料口应该与生物质的采集系统连接，出料口应该与气体采集系统连接。
5.安装底座和固定支撑结构：将钢板切割为所需的形状和尺寸，然后使用焊接设备将其连接在炉膛的底部，形成一个稳定的底座。
钢筋可以用来加固和连接炉膛和底座。
6.安装控制系统：根据设计要求，安装温度传感器、氧气供应控制设备和其他所需的控制系统。
这些控制系统将监测和调控气化炉的温度、氧气供应和其他参数，确保气化过程顺利进行。
7.进行测试和调整：在启动气化炉之前，进行测试，确保气化炉的运行正常。
测试包括检查氧气供应和温度控制是否有效，以及气化炉的产气效果是否符合要求。
如果有需要，对气化炉进行调整，以确保其正常运行和高效率。
生物质气化炉课程设计
生物质气化炉课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解生物质气化炉的基本原理，掌握生物质能转换为气体燃料的化学过程。
2. 学生能描述生物质气化炉的构造、运行原理及其在能源转换中的应用。
3. 学生能够解释生物质气化对环境保护和可持续发展的重要性。
技能目标：1. 学生通过实验操作，掌握生物质气化炉的操作流程和安全管理要点。
2. 学生能够运用所学的知识，分析和解决生物质气化过程中的实际问题。
3. 学生能够设计简单的生物质气化系统，进行模拟实验，培养动手实践能力。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对新能源技术的兴趣和好奇心，增强对生物质能源利用的环保意识。
2. 学生通过学习，认识到科技创新对促进可持续发展的作用，激发社会责任感和创新精神。
3. 学生在小组合作中学会尊重和倾听他人意见，培养团队合作能力和沟通技巧。
本课程针对高中年级学生，结合物理、化学及环境科学等多学科知识，注重理论与实践相结合。
课程设计旨在帮助学生建立完整的生物质气化知识体系，通过实验和设计实践，培养学生解决实际问题的能力，同时激发学生对新能源技术的兴趣和责任感。
通过具体、可衡量的课程目标，教师可对学生学习成果进行有效评估，确保教学目标的实现。
二、教学内容1. 生物质气化原理- 介绍生物质能的概念、特点及转换方式。
- 阐述生物质气化的化学反应过程，包括热解、气化等。
- 分析生物质气化炉中气体成分及其应用。
2. 生物质气化炉结构及运行原理- 解析生物质气化炉的构造，包括炉膛、供氧系统、冷却系统等。
- 讲解生物质气化炉的运行原理，探讨影响气化效果的各项因素。
3. 实验操作与安全管理- 指导学生进行生物质气化实验操作，掌握实验流程和注意事项。
- 强调实验过程中的安全管理，培养学生的安全意识。
4. 生物质气化应用与环保- 探讨生物质气化在能源、环保和可持续发展领域的应用。
- 分析生物质气化对减少温室气体排放、改善生态环境的贡献。
5. 设计实践与案例分析- 布置设计任务，要求学生设计简单的生物质气化系统。
下吸式生物质气化炉的设计
下吸式生物质气化炉的设计吸式生物质气化炉是一种将生物质材料转化为可燃气体的设备，其设计主要包括气化炉体结构设计、气化反应条件控制和气体产出和分离装置设计等方面。
首先，气化炉体结构设计是吸式生物质气化炉设计的关键。
气化炉一般采用垂直结构，分为进料区、气化区和焦炭区。
进料区负责将生物质材料输送到气化区，气化区主要负责气化反应，焦炭区用于收集生成的焦炭。
气化炉内部通常采用多层结构以增加气化效果，同时可以设置合适的隔板保持材料停留时间，增加气化时间。
其次，气化反应条件控制是设计过程中需要考虑的重要因素。
气化反应需要一定的温度和气氛条件，在设计中应合理确定气化温度和气氛成分。
一般来说，生物质气化温度在700-900℃之间，过高或过低都会影响气化过程的效果。
气化气氛主要由氧气和水蒸汽构成，可以通过调节进风速度和进料量控制氧气含量和水蒸汽含量，以实现最佳气化效果。
另外，气体产出和分离装置设计是吸式生物质气化炉设计的重要组成部分。
在气化过程中，产生多种不同成分的气体，包括合成气、燃烧气和焦炭含气。
为了有效利用合成气，需要通过气体清洁装置，如冷凝器、除尘器和废热锅炉等，将其中的固体颗粒物、水分和有害气体去除。
同时，为了提高气化效率，还可以设置合适的回收装置，将合成气中的部分热量回收，用于加热气化炉内的生物质材料。
最后，为了保证气化炉的稳定和安全运行，还需要考虑一些辅助装置的设计。
例如，可以设置自动控制系统，实时监测气化温度、气氛成分和产气量等关键参数，以及及时调整和控制各部分的运行状态。
同时，还可以设置安全装置，如漏气报警装置和防爆装置，以及设立必要的消防设施，确保气化炉的运行安全。
总之，在设计吸式生物质气化炉时，需要充分考虑各个方面的因素，包括气化炉体结构、气化反应条件、气体产出和分离装置以及辅助装置等。
通过合理设计和优化配置，可以提高气化效率和气化产物的利用率，实现生物质能源的可持续利用。
下吸式生物质气化炉的设计
④气化炉内具有火焰温度稳定效应 , 即当 反应温度偏高时 , 作为吸热的还原反应相对加 剧 , 从而降低了气体温度 ; 当反应温度偏低时 , 还原反应相对减缓 ,放热的氧化反应占优势 ,又 使气体温度升高 。火焰温度稳定在 800～1 200 ℃,这样产出气成分也相对稳定 。
下吸式生物质气化炉由于具有结构简单 , 易于操作 , 产出气的焦油含量低等优点已经得 到了广泛的应用 。生物质气化过程是一个复杂 的热化学反应过程 , 生物质气化炉各部位结构 尺寸将极大地影响气化炉的热效率 、产气成分 和产气品质 , 所以设计合理的生物质气化炉是 有效利用生物质能的关键 。下面针对下吸式气 化炉的特点介绍其设计要点 。 1 下吸式生物质气化炉的工作原理
喷嘴中空气流速推荐值为 15～20 m/ s , 根 据计算出的理论空气量以及喉部的几何尺寸确 定喷嘴的孔径和数量 。在结构允许的条件下 ,较 多的喷嘴有利于空气和物料的良好混合 , 但也 增大了阻力 ,增加风机负荷 。
②“喉部”几何尺寸的计算 “喉部”的几何尺寸决定了气化炉的产气能 力 , 应根据气化强度以及物料的物理特性进行 计算 。
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2000 年第 4 期 (总第 92 期)
农村能源
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⑤由于“喉部”的存在 , 使下吸式气化炉的 气化能力要低于外形尺寸相同的其它结构形式 的气化炉 ,尤其是上吸式气化炉 。 3 下吸式生物质气化炉设计要点
3 陈学俊 , 陈听宽 . 锅炉原理 . 北京 : 机械工业出版 社 ,1981 收稿日期 :2000 - 07 - 15
基于TRIZ理论的户用生物质气化炉具设计
学士学位毕业设计基于TRIZ理论的户用型生物质气化炉具设计学生姓名：学号：20064024636指导教师：所在学院：工程学院专业：机械设计制造及其自动化中国·大庆2010年6月摘要根据生物质燃烧特点，研究生物质高效清洁燃烧技术，开发出了与生物质成型燃料配套的户用炊事炉具。
炉具采用上吸式气化技术（逆流式气化），气化产物直接燃烧。
做到了结构简单、操作方便、成本低廉、热效率高、炊事火力强，污染排放量能达到北京市环保标准。
为在广大农村推广使用创造了条件。
运用市场调查问卷法了解现有产品特点，及消费者满意度和对产品的新的需求；运用文献资料法了解国内外全行业的发展状况，掌握发展趋势；运用数理统计软件，采用统计学方法，对消费者的消费行为进行分析；运用所学的专业理论知识：艺术设计学、人机工程学、机械基础学、现代工程材料学、建筑学、技术美学、现代加工工艺学等对所设计的产品进行综合分析、改进以达到最佳设计要求。
运用计算机三维软件建模、渲染，在形体、色彩、材质等方面分析出最佳方案。
制作模型，进而改进人机尺寸使其符合实际要求。
采取平面广告和影视广告两种推广方式以达到好的销售效果。
关键词：TRIZ理论；生物质；炉具AbstractAccording to the characteristics of b io mass burning，grad uate students clean combustion techno lo gy material，developed and bio mass fuel mold ing in supporting the k itchen sto ve。
Bio mass stoves do simp le structure, convenient operation, low cost, high thermal efficiency, cook ing fire，po llutio n emissions can reach Beijing environmental standards. In the vast rural areas to promote the use of creating the cond itions.Using the questio nnaire survey about current market produc t, and custo mer satisfactio n and the new demand for products; By using the methods of documentatio n and understand the who le industry development, the develop ment trend of master; Using the theory of knowledge: art design, ergono mics, machine learning, modern engineering materials science, architecture, techno lo gy, modern processing techno logy aesthetics design of products on the comprehensive analysis and improvement to the best design requirements. Using the comp uter modeling and rendering 3d software, in form, colourful, material analysis, etc gives optimal p lan. Making model, then impro ved human-co mputer size makes it accord with the actual requirement. On the final product packaging design, Take plane advertisement and television ad vertising two ways to achieve good sales promotio n.Keywo rds Biomass；Stoves；TRIZ theory目录摘要 (I)目录 (III)绪论 (V)1课题论证 (1)1.1课题的建立 (1)1.2对产品现有状况的分析 (1)1.3设计想法和理论支持 (3)1.4设计目的 (4)1.5设计原则 (4)2市场调研部分 (5)2.1生物质能资源的特点 (5)2.2国内外生物质能的利用现状 (5)2.3对生物质炉具发展及现状的分析 (6)2.3.1对于TRIZ理论发展的调研 (6)2.3.2对于国内生物质炉具的调研 (7)2.3.4产品的定位 (10)2.3.5基于TRIZ理论的生物质气化炉具的设计方案102.4对生物质炉具方案可行性分析 (11)2.4.1技术方面的分析 (11)2.4.2经济方面的分析 (11)2.5设计思路分析 (12)2.5.1从功能方面分析 (12)2.5.2从市场方面分析 (12)2.6用户要求调研分析 (13)2.6.1调查问卷 (13)3功能原理的分析 (15)3.1主要功能和辅助功能的分析 (15)4生物质燃气灶具的性能研究 (15)4.1燃气灶具基本性能参数的测定 (16)4.1.1试验装置和方法 (16)4.1.2试验结果与讨论 (18)4.2灶具热效率与燃烧火势的关系研究 (20)4.2.1燃烧火势的定义 (20)4.3烟气中污染物排放量的测定 (22)4.3.1试验装置和方法 (22)4.3.2试验结果和讨论 (24)4.4生物质气体与氧气的消耗量 (25)5生物质炉具图 (27)5.1市场上炉具图 (27)5.2生物质炉具方案的评价 (30)6人机关系的分析 (33)6.1人机尺寸设计 (33)7材料的说明和选择 (33)7.1材料选择分析 (33)7.1.1钢化玻璃台面材料的分析 (33)7.1.2钢化玻璃的优点 (33)7.1.3无机矿物质涂料的分析 (34)7.2成型加工工艺的分析 (34)8结构的设计 (34)8.1结构创新点 (34)8.2炉具三维图 (35)9色彩方案的分析 (40)9.1颜色与年龄的分析 (40)9.2色彩方案分析 (41)9.2.1第一组色彩方案 (41)9.2.2第二组色彩方案 (41)9.2.3对最终色彩的分析 (41)10对最终方案的评价 (41)10.1外形评价 (41)10.2色彩评价 (41)10.3功能评价 (41)10.4人机评价 (42)11广告方案 (42)11.1平面广告设计 (42)11.2影视广告方案 (42)12市场推广与营销 (43)12.1生物质汽化炉具的市场推广 (43)12.1.1市场分析 (43)12.1.2生物质汽化炉具消费现状及心理分析 (43)12.1.3营销策略 (44)12.1.4广告策略 (44)结论 (45)参考文献 (46)致谢 (48)绪论能源危机迫在眉睫，世界经济的现代化，得益于化石能源，如石油、天然气、煤炭与核裂变能的广泛的投入应用。
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课程设计报告（2014-2015年度第二学期）名称：新能源热利用与热发电原理与系统课程设计题目：小型家用生物质气化炉设计院系：生化学院班级：新能源1121 学号： 111111111111 学生姓名： 11111 指导教师： 1111 设计周数：第18周成绩：提交日期：2015年7月3日一．课程设计目的与要求1.设计目的通过小型生物质气化炉设计练习，掌握气化炉的选型、参数设计的原理和方法。
2.设计任务设计一个小型家用生物质气化炉，如右图。
主要技术指标如下：(1) 点火起动时间：<3min；(2) 气化炉运行稳定，一次加料后持续稳定燃烧时间：≥3.5h；(3) 气化效率：≥75％；(4) 热效率：≥90％；(5) 燃气热值：>6000kJ/N ；(6) 产气量：≥1.5 /kg，可供农户一天的炊事使用；(7) 封火时间:≥12h。
3.设计要求独立撰写设计报告，正文不少于5000字。
二. 设计内容1 绪论1. 1 秸秆气化炉的发展前景随着我国经济水平的提高，中国农民的收入也大步增高。
因次许多农民告别了烟熏火燎的日子，利用电饭煲、电饭锅等进行做饭烧水。
这种能源利用方式的改变使他们过上了更加方便、文明和卫生的生活。
然而，要完全依靠电力来保证8亿农民的生活需求，则是国力和环境的承重负担。
我国生物质资源的大量浪费和农村商品能源的大量需求逐年增大的局面，引起政府和社会的关注。
我国绝大多数农村和小城镇居民，能源消耗量的80%以上是直接燃烧生物质能而得到的。
这种产能方式不仅利用率低下，而且对环境有很大的危害。
所以迫切需要一种将生物质能转化为清洁能源的装置。
秸秆气化炉就是这样一种装置。
它以农作物秸秆、农林废弃物为主要气化原料。
气化炉的生产成本不高，而是用成本更低。
该技术在农村的应用前景极其广阔，在改变农村传统饮炊习惯，减少农民开支，提高农民生活质量等方面具有较大的推广价值。
1. 2 秸秆气化炉的工作原理气化炉是根据有机物的热解原理，是炉内的生物质在一定温度和氧气条件下充分裂解为可燃性气体。
只需要点燃炉内生物质即可产生高温，在缺氧的环境下，生物质裂解为甲烷、氢气、一氧化碳等可燃气体。
燃气自动导入分离系统执行脱硫、脱尘、脱水蒸气等净化程序，产生优质燃气。
燃气通过管道出送到燃气灶，点燃（亦可电子打火）即可使用。
2 各种炉型结构及特点2.1 固定床气化炉的结构及特点2.1.1 上吸式气化炉气化炉内部是气化各层的反应区，外层是保温层，炉顶为进料口，炉底设有除灰口。
保温层由珍珠岩加耐火水泥等保温材料填充，这样在保证反应区温度的同时，又可以降低气化炉外壁的温度，保证使用安全，减少热量的散失，并延长封火时间。
优点：（1）、燃气在经过热分解层和干燥层时，将热量传递给物料，用于物料的热分解和干燥，同时降低其自身的温度，使炉子热效率大大提高；（2）热分解层和干燥层对燃气有一定的过滤作用，所以出炉的燃气中只含有少量灰分；结构简单，加工制造容易，炉内阻力小。
缺点：（1）、原料中水分不能参加反应，减少了燃气中H和碳氢化合物的含量，气体与固体逆向流动时，物料中的水分随产品气体带出炉外，降低了气体的实际热值，增加了排烟热损失；（1）、热气体从底部上升时，温度沿着反应层高度下降，物料被干燥与低温度的气流相遇，原料在低温(250～400oC)下进行热分解，导致焦油含量高。
图1：上吸式气化炉结构图2.1.2 下吸式气化炉优点：（1）、气化强度较上吸式高；（2）、工作稳定性好；可随时开盖添料；（3）、由于氧化区在热解区与还原区之间，因而干馏和热解的产物都要经过氧化区，在高温下裂解成H2和CO等永久性小分子气体，使气化气中焦油含量大大减少。
缺点：（1）、由于炉内的气体流向是自上而下的，而热气流的方向是自下而上的，致使引风机从炉栅下抽出可燃气要耗费较大的功率；（2）、出炉的可燃气中含有的灰分较多；（3）、出炉的可燃气的温度较高，须用水进行冷却。
图2：下吸式气化炉结构图2.1.3 横（平）吸式气化炉生物质原料由炉顶加入，灰分落入炉栅下部的灰室。
气化剂由侧面进入，产出的气体也由侧面流出，气流横向通过气化区，在氧化区、还原区进行的热化学反应与下吸式气化炉相同，只不过反应温度较高，燃烧区温度甚至会超过灰熔点，容易造成结渣。
因此，该炉适用于含灰分少的原料，一般用作焦炭和木炭气化。
2.2 流化床气化炉的结构及特点流化床气化炉的反应物料中常掺有精选过的惰性材料沙子，在吹入气化剂作用下，物料颗粒、沙子、气化剂接触充分，受热充分，在炉内呈“沸腾”燃烧状态，气化反应速度快，生产能力大，气化效率高。
气化反应在床内进行，焦油也在床内裂解，气固分离以后的炭不断循环回反应炉内。
使炭有足够的时间在床内停留，以适应还原反应速度慢的需要。
适合水分含量大、热值低、着火困难的生物质物料。
缺点：产气中灰分需要很好地净化处理和部件磨损严重。
图3：流化床气化炉结构图2.3 气化当量比只有在当量比为0.25～0.3时,即气化反应所需氧仅为完全燃烧耗氧量的25％-30％，产出气成分较理想。
当生物质物料中水分较大或挥发分较小时应取上限，反之取下限。
图4：燃气成分与空气量的关系曲线3 气化炉总体方案的确定3.1 研究设计原则（1）气化效率高，燃气质量好目前市场上许多气化炉的效率<70%，燃气低位发热量<4.6MJ/Nm³，燃气中一氧化碳含量>20%，不满足国家标准，既造成了能源的浪费，有对用户生命安全构成危邪。
必须合理的设计气化炉，使燃气成分指标合乎国家标准。
（2）物料适应性好由于农村生物质种类比较多，设计出的气化炉机组应具有广泛的适应性。
（3）坚固耐用，运行稳定选用合理的耐火材料和炉排材料大大延长维修周期，增加设备的稳定性。
（4）结构简单，操作方便，价格低廉由于生物质气化炉主要用于农村，因此结构不能太复杂。
要设计合理便于维修及工作人员的日常运行。
同时还应该降低成本，以利于推广。
3.2 拟达到的技术指标(1) 点火起动时间：<3min；(2) 气化炉运行稳定，一次加料后持续稳定燃烧时间：≥3.5h；(3) 气化效率：≥75％；(4) 热效率：≥90％；(5) 燃气热值：>6000kJ/N ；(6) 产气量：≥1.5 /kg，可供农户一天的炊事使用；(7) 封火时间: ≥12h。
3. 3 生物质气化炉的选型现在常用的生物质气化炉根据鼓风方法不同和燃气相对于燃料的流动方式不同可以分为上吸式、下吸式和平吸式。
由于生物质气化炉主要时用在农村，它要求燃气质量好，发热量高，适合炊事；杂质含量（特别是焦油）低。
使煤气表和燃气灶不容易堵塞，从而延长使用寿命；炉体结构简单，成本低，操作和维修方便；通用性好，适合于挥发分含量较高的农林废弃物气化。
衡量上吸式、下吸式和平吸式三种型号气化炉，上吸式气化炉综合性能能满足上述要求。
故本设计采用上吸式气化炉。
3. 4 上吸式气化炉的工作原理一般常压下固定床上吸式气化炉按工作状态分为四个区域：干燥区、热分解区、还原区和氧化区。
(1) 干燥区在气化炉的最上层为干燥层，从上面加入的燃料直接进入到干燥区，湿物料在这里同下面三个反应区生成的热气体产物进行换热。
使原料的水分蒸发出去，生物质原料由含一定水分到不含水分的干物质燃料。
干燥层的温度大约是100~250°C。
干燥区的产物为干物料和水蒸气，而水蒸气随着其他三个反应区的产热而排除气化炉，而干物料则掉落到裂解区。
（2）热分解区在氧化区和还原区产生的热气体，在上述反应中经过裂解层，将生物质加热。
生物质经过加热后发生裂解反应，在反应中生物质中大部分挥发分从固体中挥发出来。
由于裂解需要大量的热，所以裂解区的温度降到300~800°C.裂解的主要产物是炭、氢气、水蒸气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、焦油和少部分烃类，气体进入干燥区，而炭则进入还原区。
(3)还原区在还原区已经没有氧气存在，二氧化碳同炭在水蒸气的作用下发生还原反应，生成一氧化碳和氢气。
由于还原反应是吸热反应，所以还原区的温度降到900~1000°C。
产生的热气体进入干燥区，而没反应完得炭则进入到氧化区。
( 4 ) 氧化区气化剂有气化炉底部进入，经过灰渣层与灰渣层换热，被加热的热气体进入氧化层底部的氧化区，在这里同炭发生剧烈的氧化反应，生成二氧化碳，同时放出大量热量。
由于是缺氧燃烧，所以不完全燃烧反应同时发生，生成一氧化碳，同时也放出热量。
在氧化区，温度达到1000~1200°C.在氧化区的反应均为放热反应，为还原反应、裂解和干燥提供能量。
3.5 上吸式气化炉的总体结构（1）气化剂在气化炉的下部(氧化层附近)夹层中预热，通过数个开在炉芯上的小孔送入炉膛，在炉膛中供氧燃烧，进入炉膛参与气化反应，可以大大提高气化炉内的反应温度和气化效率。
（2）炉底配风设计经过气化炉气化出来的是燃气，直接送入灶头燃烧的话属于扩散火焰，部分可燃气成分可能会由于混入空气不足而逸出灶头后与周边的氧气再发生燃烧反应，火苗将会大而不稳，因此需要配入空气成为预混火焰后再燃烧，这样可以达到较好的燃烧效果。
因此，我们在气化炉氧化区域的外筒和内筒之间设有风道，风道的一端是进风口，与换风扇相连，送入空气；另一端是配风口，用后面接有的阀门控制配风量；风道的周围均匀分布送风口。
送入的空气在风道中流动，可以利用氧化区的热量预热自身的温度，空气一部分通过喷嘴进入气化炉内进行气化反应，另一部分通过配风口与出口的燃气预混送入灶头燃烧。
（3）加料口密封装置设计本文设计的燃烧室上方开有密封水槽，用于保证封火时炉子的密封性能良好。
采用的水封炉盖有水槽和炉盖两部分组成，水槽内缘高于外缘，以避免在加水时溅入炉内，或者在使用过程中高温水沿内缘流入炉内，不能达到较好的密封效果。
另外，这种水密封结构有利于保证气化炉工作的连续性，不用揭开炉盖即可往密封水槽内加水。
（4）气化炉内部是气化各层的反应区，外层是保温层，炉顶为进料口，炉底设有除灰口。
保温层由珍珠岩加耐火水泥等保温材料填充，这样在保证反应区温度的同时，又可以降低气化炉外壁的温度，保证使用安全，减少热量的散失，并延长封火时间。
4.1 气化炉主要气化参数的设计计算4.1.1 初步拟定原料消耗量和气化强度比如，一个四口之家每天用气量大约在8～10m3 ，用气时间4h 左右，消耗生物质原料10～12kg ，因此，初步设计该户用型上吸式气化炉消耗的原料量C0=2.4kg/h ；初步确定气化强度为 =70kg/( h)4.1.2 确定气化气体的量生物质原料完全燃烧所需的空气量 ：V= (1.866[C]+5.55[H]-O.7[O])式中：V —原料完全燃烧所需的理论空气量， m3/kg ；[C]—原料中碳元素含量；[H]—原料中氢元素含量；[0]—原料中氧元素含量。