生物质气化炉设计要点
生物质气化炉标准
生物质气化炉标准生物质气化炉是一种利用生物质能源进行气化反应的设备，将生物质材料转化为可燃气体，如生物质气体、合成气等，用于供热、发电、制氢等领域。
为了确保生物质气化炉的安全和性能，制定了一系列的标准，包括设计、材料、工艺、控制等方面的要求。
1. 设计要求：（1）生物质气化炉应符合压力容器设计的相关标准要求；（2）炉体结构应合理，具有足够的强度和刚度，满足各种工况下的使用要求；（3）炉体内部应具有充分的混合和气体分布的设计，以提高气化效果；（4）设备应考虑可拆卸、清洗和维修的需求；（5）设备应具备防雷击、防爆、防腐等安全措施。
2. 材料要求：（1）炉体材料应具有良好的耐高温、抗腐蚀性能；（2）密封部件应选用耐高温、耐腐蚀的材料；（3）气化反应部分应采用耐高温、高强度的材料；（4）管道和阀门应选用适用于气化气体的高温高压阀门。
3. 工艺要求：（1）应采用合适的生物质进料方式，确保物料均匀供给，避免死角和积堆；（2）气化反应应在适宜的温度、压力和气体流速条件下进行，以提高气化效率；（3）应根据生物质的化学性质和粒度大小，选择适当的气化剂，并控制剂量；（4）废渣的处理应符合环保要求，避免二次污染。
4. 控制要求：（1）应具备稳定的自控系统，包括温度、压力、流量、气体成分等的实时监测和调节功能；（2）根据气化炉的工况和气体需求，能够自动调节进料速度、气体流量等；（3）应具备报警和应急停机装置，确保设备的安全运行；（4）应采用先进的过程控制和故障诊断技术，提高设备的稳定性和可靠性。
以上是关于生物质气化炉标准的一些相关要点，其中涉及到设计、材料、工艺和控制等方面的要求。
通过遵循这些标准，可以确保生物质气化炉的安全性、性能稳定性和环保性，提高生物质能源利用的效率和可持续发展性。
生物质气化炉标准
生物质气化炉标准生物质气化炉是一种将固体生物质转化为可利用气体能源的设备。
为了确保生物质气化炉的正常运行和安全使用，制定了一系列相关的标准。
下面是一些相关参考内容：1. 设计与制造标准：a. 设计规定：生物质气化炉的设计应符合国家相关工程设计规范及标准要求，确保设备结构安全可靠，运行效果稳定。
b. 材料选择：生物质气化炉内部使用的材料应具有耐高温、耐腐蚀、耐磨损等特性，并符合环保要求。
c. 外部结构设计：生物质气化炉外部应具备良好的隔热、密封性能，以避免热能的损失和环境污染。
2. 安全标准：a. 热能传输管道：生物质气化炉中的热能传输管道应经过设计和计算，确保能够承受正常工作条件下的热压力和热应力。
b. 排烟与通风：生物质气化炉应安装排烟装置，并进行合理的通风设计，以确保燃烧产物的合理处理和运输。
c. 环境保护：生物质气化炉应符合国家相关环境保护标准，减少或避免环境污染、废气排放和固体废弃物的处理。
3. 操作与维护标准：a. 操作规程：生物质气化炉操作人员应按照规定的操作程序进行操作，确保设备的安全运行和稳定产能。
b. 维护保养：生物质气化炉需要定期进行清洁和维护，检查设备的性能和安全状况，并及时修复或更换受损部件。
c. 故障排除：对于发生故障的生物质气化炉，应根据相关的维修指南进行故障排查、维修和恢复工作。
4. 能效和性能评价标准：a. 能效评价：对生物质气化炉的能效进行评估，包括能源转换效率、热能回收利用率等指标的测定和评价。
b. 气体品质：测定生物质气化炉产生的气体的组成、温度、湿度等指标，确保气体质量符合相关要求。
c. 冷却与净化系统：评价生物质气化炉的冷却和净化系统的性能，保证炉内产生的气体能够达到可利用标准。
通过制定和遵守这些标准，可以确保生物质气化炉的正常运行、高效使用，并且减少对环境的污染。
同时，这些标准也为相关行业提供了技术参考和规范指导，促进了生物质气化炉的进一步改进和发展。
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。
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。
关于下吸式生物质气化炉的设计研究
关于下吸式生物质气化炉的设计研究摘要：下吸式生物质气化炉是一种结构简单、用途多样且易于操作的工业生产工具。
因为下吸式生物质气化炉的优点突出，即下吸式生物质气化炉经过工作后所产出的焦油含量非常低，所以下吸式生物质气化炉被应用到不同种类的工业生产之中。
虽然下吸式生物质气化炉的结构比较简单，但生物质气化的过程却非常的复杂，里面包含了大量的热化学反应原理，而下吸式生物质气化炉也因尺寸和设计的不同，从而导致了不同的气化炉所产生的热效率和产生的产气成分也就相差甚远。
所以，科学合理的下吸式生物质气化炉设计方案是影响气化炉对生物质能利用率的关键因素。
因此，笔者将通过本文对下吸式生物质气化炉设计做简要的分析和研究。
关键词：下吸式；生物质；气化炉；结构设计一、下吸式生物质气化炉的机械原理：下吸式生物质气化炉的整体结构较为简单，由上到下具体由干燥区、热解区、氧化区和还原区四个部分组成，而在干燥区和热解区之间有一块较长的导热翅片用于对整个下吸式生物质气化炉进行热量传导[1]。
具体操作流程为空气自气化炉外部进入中部的氧化区（氧化区温度大约为900~1200摄氏度），由于氧化区的温度要高于它上方的热解区（热解区温度约为300~700摄氏度），所以氧化区内空气顺流而上进入热解区进行混合燃烧，也就是在这个过程中，气化炉内的生物质中所含的裂解气焦油和水分经过挥发效果后被分离出来；一部分气体进入电解区上部的干燥区，在干燥区内进行融合、分离、氧化等反应，然后自干燥区下沉。
在气体中残余的焦油、CO2和H2气体进行沉淀和裂解反应后进入到底部的还原区中（还原区温度约为700~900摄氏度），该区域将来自干燥区和热解区的残留物进行重新组合分解，从而大大减少了气体中的焦油量，最后产出气体。
二、下吸式生物质气化炉的特点：下吸式生物质气化炉的设计非常复杂，正是因为其复杂的工作原理和设计方案所影响的。
笔者根据对下吸式生物质气化炉的研究总结出下吸式生物质气化炉的以下五个较为突出的特点：（一）下吸式生物质气化炉料斗处有一块尺寸较小的装置，该装置被称为气化炉的“咽喉要处”，而正是这个“咽喉要处”决定了整个气化炉所产出气体的能力和气体的质量。
生物质气化炉标准
生物质气化炉标准生物质气化炉是一种将生物质材料通过高温加热转化为气体的装置。
为了确保生物质气化炉的安全性和性能，需要制定相关的标准以指导生产和使用。
以下是与生物质气化炉标准相关的参考内容。
1. 生物质气化炉的分类和术语定义：标准应对生物质气化炉进行分类，并给出术语的定义，以便在国内外使用时能够统一理解和交流。
2. 材料要求：生物质气化炉应当对供给的生物质材料进行要求，包括材料的品质、大小、含水率等。
这些要求可以根据不同类型的生物质气化炉和使用的生物质材料来进行调整。
3. 结构和设计：标准应规定生物质气化炉的基本结构和设计要求，如炉体、燃烧区、炉膛、炉排等部件的尺寸、形状和材料，以及炉内的流动方式和燃烧特性。
4. 燃烧和气化要求：标准应规定生物质气化炉的燃烧和气化要求，包括燃料的供给、燃烧的控制和调节、燃烧产物的排放等。
要求炉内燃烧过程稳定、高效、无害以及产生的气体符合环保要求。
5. 效率和能耗：标准应规定生物质气化炉的效率和能耗要求，包括热量利用率、能源转换效率、能耗控制等，以提高生物质气化炉的能源利用效率和经济性。
6. 安全和环保要求：标准应规定生物质气化炉的安全和环保要求，包括炉体结构的强度和耐久性、炉内燃烧过程的防爆和防火等措施，以及废气的净化和排放标准等。
7. 检测和评价方法：标准应给出对生物质气化炉的检测和评价方法，包括性能测定的试验方法、炉内温度和压力的测量方法、燃料和排烟气体的分析方法等。
8. 安装和使用要求：标准应规定生物质气化炉的安装和使用要求，包括设备的基础和固定、操作和维护的规范、操作人员的培训和操作程序等，以确保生物质气化炉的正常运行和使用安全。
9. 维护和维修：标准应给出生物质气化炉的维护和维修要求，包括设备的日常维护、故障排除和磨损零部件的更换等，以延长生物质气化炉的使用寿命和维护性能。
10. 监测和监控：标准应规定生物质气化炉的监测和监控要求，包括温度、压力、气体成分、排放等参数的监测方法和设备，以及数据采集和数据分析的要求，以实现对生物质气化炉的远程监控和运行优化。
多体式秸秆生物质气化炉的设计
多体式秸秆生物质气化炉的设计摘要：生物质能是一种清洁、可再生的能源，秸秆生物质能的开发、应用具有广阔前景，而气化燃烧是秸秆生物质能利用的一种形式。
针对小型家用生物质气化炉在使用中存在气化气中焦油、灰分含量多，物料连续添加工艺复杂，而物料间断供给使用不便等问题，提出一种多体式秸秆生物质气化炉的设计。
通过3个气化燃烧炉体且内炉体可拆卸，空气气化剂预热、均布供给，焦油及灰尘杂质二级净化处置等结构设计，可使得生物质物料装填工况满足家用炊事需求、保证气化反应工艺要求、有效去除气化气中焦油及灰尘杂质。
多体式秸秆生物质气化炉的使用推广，可实现对秸秆生物质能源有效利用，也有助于解决秸秆生物质资源浪费及污染问题。
引言能源问题关系着人类社会的生存与发展，随着世界经济快速发展和交通工具数量的剧增，石油、煤、天然气等能源急剧消耗，由此引发的能源紧缺及生态环境破坏，已成为世界关注的热点。
开发和利用可再生的清洁能源，减少对石化能源的依赖和消耗，减少温室气体排放，已成为缓解能源危机、解决环境污染问题的共识。
生物质能是绿色植物经光合作用将太阳能转化储藏在生物质内的化学能，是一种既清洁又可再生的能源，是继石油、煤、天然气之后的第4大能源。
生物质是直接或间接利用绿色植物光合作用形成的有机物质，具有储量丰富、来源普遍及可再生等特点，陆地每年生产1000亿t多生物质，海洋每年生产500亿t。
对生物质能源的开发和利用是解决生态环境问题和实现可持续发展的战略选择，已经日益引起世界各国的重视。
1秸秆生物质气化燃烧的形式秸秆生物质属于农业废弃物，是生物质的重要组成部分。
我国秸秆生物质数量大，每年产量约为7亿t，除一部分作为畜牧饲料、肥料还田、造纸原料等，大约有4亿t秸秆可以作为生物质能源使用。
秸秆生物质作为可再生的清洁能源，具有低污染性：一方面秸秆生物质的硫、氮含量低，在利用转化过程中可以减少气硫化物、氮化物和粉尘等排放；此外，在秸秆生物质再生过程中需要吸收CO2体，可有效地减轻温室效应；光合作用能释放出大量氧气，还可改善生态环境。
生物质气化炉标准
生物质气化炉标准# 生物质气化炉标准生物质气化炉是一种利用生物质能源进行燃烧和能源转化的设备。
为了确保气化炉的操作安全、高效和环保，制定了一系列的生物质气化炉标准。
这些标准旨在指导生物质气化炉的设计、制造、安装和运行，同时对气化炉的性能和排放进行了规范。
## 设计和制造标准生物质气化炉的设计和制造应符合以下标准要求：1. 设计寿命：生物质气化炉的设计寿命应不低于20年，同时应考虑炉体结构的耐久性和寿命。
2. 烧烤效率：气化炉应具有高效的烧烤效率，即生物质燃烧产生的热能能够有效转化为可利用的能源。
3. 热效率：气化炉的热效率应不低于70%，即气化炉能够充分利用生物质燃烧产生的热能。
4. 燃烧稳定性：气化炉应具有良好的燃烧稳定性，能够在不同负荷条件下保持稳定的燃烧效果。
5. 排放标准：气化炉应符合国家环境保护控制的排放标准，确保污染物排放在可接受范围内，对环境和健康没有明显危害。
6. 安全性能：气化炉应具备必要的安全设施和控制系统，包括温度、压力、氧气浓度等监测和报警装置。
## 安装和运行标准生物质气化炉的安装和运行应符合以下标准要求：1. 安装位置：气化炉应安装在通风良好、无易燃易爆物质的室外或专用房间，保证周围环境安全。
2. 操作人员培训：操作人员应经过专门培训，熟悉气化炉的操作流程、安全事项和故障处理。
3. 日常维护：定期对气化炉进行日常维护和保养，包括清理灰渣、检查炉体和管道的状况等。
4. 燃料要求：应使用符合要求的生物质燃料，避免使用含有大量杂质和湿度过高的燃料。
5. 运行参数监测：监测和记录气化炉的运行参数，如温度、压力、氧气浓度等，及时发现异常情况并采取措施。
6. 停机和报废：气化炉在停机前应进行正常冷却和清洁，报废时应按规定进行处理和处置，确保安全环保。
## 总结生物质气化炉标准对气化炉的设计、制造、安装和运行提出了一系列要求，旨在确保气化炉的操作安全、高效和环保。
遵循这些标准可以有效降低气化炉的事故风险，提高炉内燃烧效率，降低排放污染物的含量，从而更好地利用生物质能源。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
四、结论 电能属于绝对无任何污染的纯净能源，并且由于电能主要是由煤炭转
图４ 温控回路组态通用框图
化而来，同时我国的主要能源结构 为煤炭，因此，采用电能取暖，符 合我国国情。目前，充分利用低谷 电的蓄能电锅炉技术，更是进一步 发挥了电能的作用。而我们目前需 要做的，就是进一步克服蓄能电锅 炉尚存在的不足之处，使这种先进 技术在城市供暖领域中真正得到普 及。■
【可再生能源】ENERGYCONSERVATION AND ENVIRONMENT PROTECTION
生物质气化炉
摘 要：介绍了下吸式生 物质气化炉的工作原理、 特点，以及主要结构尺寸 的设计要点。 关键词：生物质 气化炉
设计要
文 ／ 宋 秋 １ 任永志 １ 孙 波２ （１． 辽宁省能源研究所，营口 １１５０００；
４ 下吸式生物质气化炉设计要点 ４．１ 设计要求 首先要了解生物质物料的物理特性，以及物料的主 要化学成分。 ４．１．１ 生物质物料热值 为了保证生物质气化炉结构尺寸的合理性与经济性， 计算气化炉入炉热量时，应采用生物质物料的应用基低 位发热量。多数情况下，文献或资料中提供的物料热值 为采用氧弹热量计测出的应用基高位发热量，此时应折 算出其应用基低位发热量。 物料中的水分的蒸发所产生热损失使气化炉热效率 降低，同时也降低了产出气的品质。当物料中的水分高 于一定值时（约 ７０％），燃烧反应不能进行，依靠燃烧反 应提供热量的还原反应（产气反应）更无法进行。一般 物料中水分控制在１５％以内时可以保证下吸式气化炉经 济、可靠地运行；物料过干时会使气化炉过热，可以采 用湿空气作为气化剂。
2002.2.28·月刊 ４ ９
【可再生能源】
３ 下吸式生物质气化炉的特点 ａ．为了使氧化区各部位的温度均匀一致，不至于产 生死区和过热区，从而保证焦油裂解反应最大限度地进 行，下吸式气化炉料斗下部的横截面尺寸变小，这个部 位即所谓的“喉部”，“喉部”尺寸的大小决定了气化炉 的产气能力和产气品质。 ｂ． 为保证物料与空气的充分混合，在“喉部”布置 多个空气喷嘴。一般有外喷（空气由喉部外向中心喷射） 和内喷（空气由喉部中心供气管向外喷）两种布置形式， 其中第一种形式应用较多。 ｃ．在料斗外壁，多数下吸式气化炉为增大换热面积 而焊有翅片，目的是用产出气的热量预热料斗中的物料， 同时也降低了产出气的温度，提高气化炉的热效率。 ｄ．由于还原区位于氧化区下部以及高温区裂解反应 的存在，使下吸式气化炉内产生了火焰温度稳定效应。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 度的稳定在８００～１２００℃，这样产出气成分也相对稳定。 ｅ． 由于截面积较小的“喉部”的存在，使下吸式气 化炉在负荷适应能力方面受到了一定的限制，同样外形 尺寸条件下，其产气能力要低于其它结构形式的气化炉， 尤其是上吸式气化炉。
参考文献 ［１］ T.B. Reed.BIOMASS GASIFICATION PRINCIPLES and TECHNOLOGY，NOYESDATACORPORATION．PartRidge， New Jersey，U.S.A，１９８１． ［２］ AlbrechtKauppandJohn R.Goss.SmallScale GasProducer-Engine Systems， DeutschesZentrum ｆüｒ Entwicklungstechnologien－GATE， Germany． ［３］ 陈学俊，陈听宽．锅炉原理．北京：机械工业出版 社，１９８１．
４．１．２ 物料粒度
从化学动力学角度分析，较小的物料粒度能够增大
物料的表面积，使之与气化剂混合充分，提高反应速度，
也使反应更为完全，但较小的粒度增加了气体的流动阻
力和风机的负荷，同时会使下吸式气化炉产出气出口温
度降低；反之，较大的粒度使物料与气化剂接触面积变
小，物料在炉内驻留时间变短，反应不够完全，同时较
ENERGYCONSERVATION AND ENVIRONMENT PROTECTION
（Ｓ）、灰分及水分，除灰分和水分外，其它元素多以化合 物状态存在，通过元素分析可得知其化学成分。 ４．２ 理论计算及主要结构尺寸的确定 ４．２．１ 理论空气量的确定 生物质物料与空气在气化炉中发生复杂的热化学反 应，从热动力学角度分析，空气量对于产出气的成分影 响可以从图 ２ 中看出，图中横坐标值为所提供的空气中 的氧与物料完全燃烧所需氧的当量比。 从图 ２ 中曲线可以看出，当量比为 ０ 时，没有氧气 输入，直接加热物料的反应属于热解反应，虽然也可以 产生 Ｈ２，ＣＯ，ＣＨ４ 等可燃成分，但产 出气中焦油含量 很高，并且约占物 料质量的 ３０％ 焦 炭不能同时转变 为可燃气体；当量 比为 １ 时，物料与 氧气发生完全燃 烧反应，不能产生 可燃气；只有在 当量比为 ０．２５～ ０．３，产出气成分 较理想，即气化反应所需的氧仅为完全燃烧耗氧量的 ２５％～３０％，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。计算气化炉反应所需空气量时，应 首先根据生物质物料的元素分析结果按下式计算出其完 全燃烧理论空气量，然后按当量比０．２５～０．３计算实际 所需空气量 Ｖ气。 Ｖ ＝ —０１．—２１（１．８６６ —１Ｃ０—０ ＋ ５．５５ —１Ｈ０—０ ＋ ０．７—１Ｓ００—－ ０．７—１Ｏ０—０ ） （２） 式中：Ｖ ——物料完全燃烧所需的理论空气量，ｍ３／ｋｇ Ｃ ——物料碳元素含量，％； Ｈ ——物料氢元素含量，％ ； Ｓ ——物料硫元素含量，％； Ｏ ——物料氧元素含量，％。 ４．２．２ 喷嘴几何尺寸的计算 喷嘴几何尺寸按下式计算。
2002.2.28·月刊 ５ １
２．辽宁省宽甸县林业勘测设计队，宽甸 １１８２００）
点
１ 前言 我国每年林业废弃物和农业生产剩余物质产量高达 ７ 亿ｔ，如何有效利用这一巨大资源，已成为摆在科研工 作者面前的重要课题。生物质气化技术改变了直接燃烧生 物质的利用方式，提高了废弃生物质的能源品位，对节约 常规能源、降低环境污染、保护生态环境具有重要意义。 下吸式固定床气化炉由于具有结构简单，易于操作， 产出气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，故设计合理的生物质气化炉是有效利 用生物质能的关键。
堆比重 ２００ １３０ １４０
１００
２８０
４．１．４ 挥发分含量 生物质物料中的挥发分含量约为６３％～８０％，如图１ 所示，在热解区，温度在 ３００～７００℃条件下，物料中的 挥发分以水蒸气、焦油、以及裂解气混合物的形式从物 料中分离出来，通过合理的喉部设计，保证一定厚度的 炽热焦炭层存在，可以使气体中的焦油在氧化区和炽热 焦炭层中充分裂解，从而得到较为洁净的产出气。 ４．１．５ 灰分含量 物料中存在较高的灰分且灰熔点较低时会造成气化 炉氧化区结渣，产出气中焦油含量增大，严重时，气化 炉不能运行。一般灰分含量在５％ 以内，气化炉能够可靠 地运行。表 ２ 给出常见生物质物料的灰分含量情况。
Ｖ ＝ —３６—００— Ｇ Ｖ—ｎ 气π——ｒ ２ （３）
式中：Ｇ ——生物质耗量，ｋｇ／ｈ； ν ——喷嘴中空气流速， ｍ／ｓ； Ｖ 气——气化所需空气量，ｍ３／ｈ； ｎ ——嘴个数； ｒ ——喷嘴半径，ｍ。 喷嘴中空气流速推荐值为１５～２０ｍ／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。 ４．２．３ “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。
气化强度＝每—小—时—生—物—质—耗—量— ｋｇ／（ｈ·ｍ２） （４） 喉部截面积
由于生物质物料的堆比重、粒度相差较大，这将明 显影响物料在炉内的驻留时间，这就要求气化炉因物料 不同而选用差别较大的气化强度。对于堆比重较小或粒 度较小的物料，其炉内驻留时间短，气化强度应相应减 小；反之，应增大气化强度。一般气化强度推荐值为５００～ ２０００ ｋｇ／（ｈ·ｍ２）。 尽管下吸式气化炉产出气中焦油含量很少，但根据 产出气的不同应用场合，还应当配置不同的除焦油设备 以及除尘、除湿设备以进一步提高产出气的品质。 ４．３ 注意事项 ａ．明确气化炉产出气参数，如产气量，产气成分等， 对于下吸式气化炉，单台最大产气量一般不超过５００ｍ３／ 小时。 ｂ．应从结构上考虑气化炉各密封面的良好密封，防 止漏风和产出气泄露。 ｃ“． 喉部”空气喷嘴附近区域应敷设耐火材料，以防 烧坏“喉部”，喷嘴应采用不锈钢材料。 ｄ．“喉部”尺寸较大或生物质物料粒度较小时应加 设铸铁炉栅。■
４．１．３ 物料的堆比重
物料的堆比重系指物料在自然堆积状态的比重，堆
比重的大小影响到气化炉内物料的驻留时间，物料下落
速度以及产出气流量，同时也影响到气化炉各部位的几
何尺寸。这里给出常见生物质物料的堆比重情况。
表１ 生物质物料的堆比重 ｋｇ／ｍ３
锯末 玉米秸秆 物料名称 木块 木片 （松散） ５０ｍｍ，２０％水分 玉米芯
表２ 常见生物质物料的灰分含量
生物质物料 木材 玉米秸秆 玉米芯 麦秸 棉柴 稻壳
灰分（％） ０．１ ３．０
１．５ ７．４ １７．２ １６～２３
４．１．６ 物料的主要化学成分 生物质物料属有机燃料，是复杂的高分子化合物。其 主要成分是：碳（Ｃ ）、氢（Ｈ ）、氧（Ｏ ）、氮（Ｎ ）、硫
５０ 月刊·2002.2.28
大尺寸物料的存在会产生“搭桥”现象，使物料不能均
匀下落，造成炉内局部温度增高（最高达２０００℃），尤其
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
是对于灰分大、灰熔点较低的物料，易于结渣。推荐物
料尺寸在 ８０ × ８０ × ８０ｍｍ 与 ４０ × ４０ × ４０ｍｍ 之间较
为合适，物料中允许有的过大尺寸颗粒与过小尺寸颗粒