小型家用生物质气化炉设计
生物质直燃锅炉设计计算
生物质直燃锅炉设计计算生物质直燃锅炉设计计算3.1锅炉设计时主要的结构尺寸1）炉膛净空尺寸：250×250×14002）炉排有效面积250×600，共做3块，炉排小孔4mm，开孔率40%，炉排下两侧装导轨，机械传动3）前拱高200，长50；4）后拱高180，长3003）炉顶出口：天圆地方结构，出口60mm4）点火炉门80×80，装在侧强5）看火孔42mm6）炉前装料斗7）料层厚度60mm6）炉顶装省煤器，管子18mm，前后各布置测点一个。
8）每隔300mm一个测点，测点预留孔14mm，烟囱上布置一个测点9）支架高度800mm10）炉膛内衬80mm厚，布置抓钉11）整体用不锈钢外包装12）支架高度800mm13）整体外形长宽高：760×410×22003.2试验原料本试验是采用生物质颗粒燃料（玉米秸秆颗粒燃料），是由生物质燃料成型机压制而成的。
其尺寸是圆柱形，直径是8mm，燃料颗粒自然堆积密度为554.7kg/m3，其颗粒密度为1200kg/m3。
实验前用氧弹式量热仪测定玉米颗粒燃料的收到基净发热量qnet,ar ，qnet,ar=15132kJ/kg。
由燃料元素分析仪分别测定其收到基中C，H，N，S，O的含量，得到：Car=44.92%，Har=5.77%，Nar=0.98%，Sar=0.21%，Oar=31.26%。
用燃料工业分析仪分别测定其收到基水分含量（Mar），收到基挥发分含量（Var），收到基固定炭含量（Far），收到基灰分含量（Aar）。
如下：Mar= 9.15%，Var= 75.58%，Far= 7.56%，Aar= 7.71%。
3.3直燃锅炉设计的相关参数1）锅炉功率要求：10 kW；2）温度：查阅暖通空调设计指南（P63）可以得到室内空气温度在16-24℃范围内[2]，在试验期间实际测得当时温度为16℃，室外环境温度t0=10℃，排烟温度tpy低于烟气露点，150℃左右[20]，tpy =165℃；3）热负荷：查相关锅炉设计手册得炉排单位面积热负荷经验值700~1050kW/m2 [3-8]，由于低温及燃料易燃尽时取上限，所以取qF= 1050 kW/m2；炉膛单位容积热负荷经验值235~350kW/m3 [3-8]，因为低温及燃料易燃尽时取取上限，所以取qV= 350 kW/m3；4）过量空气系数：炉门和进料槽漏风系数△α= 0.2；炉膛进口空气过量系数α1= 1.5，炉膛出口空气过量系数α2,= α1+△α= 1.7；5）热损失：固体未完全燃烧损失q4=3.56%，CO未完全燃烧损失q3=2.5%，侧壁散发到室内的热量q5=0%；6）大气压力P=1atm总结以上数据绘制成下表1表1 ?直燃锅炉主要设计参数序号主要设计参数符号参数来源数值单位燃料参数1 燃料种类?给定玉米桔杆?2 燃料颗粒大小?s 燃料测定8 mm3 燃料颗粒自然堆积密度?s 燃料测定554.7 kg/m34 灰渣自然堆积密度?ash 燃料测定1200 kg/m35 收到基碳含量Car 燃料元素分析仪测定44.92 %6 收到基氢含量Har 燃料元素分析仪测定5.77 %7 收到基氮含量Nar 燃料元素分析仪测定0.98 %8 收到基硫含量Sar 燃料元素分析仪测定0.21 %9 收到基氧含量Oar 燃料元素分析仪测定31.26 %10 收到基水分含量Mar 燃料工业分析仪测定9.15 %11 收到基挥发分含量Var 燃料工业分析仪测定75.58 %12 收到基固定炭含量Far 燃料工业分析仪测定7.56 %13 收到基灰分含量Aar 燃料工业分析仪测定7.71 %14 收到基净发热量qnet,ar 氧弹式量热仪测定15132 kJ/kg直燃锅炉参数15 功率W ?10 kW16 温度thot,2 30-50℃，不超过70℃ [1] 50 ℃17 室内空气温度thot,1 在16-24℃范围内选取[2] 16 ℃18 炉排单位面积热负荷qF 经验值700~1050kW/m2 [3-8] 1050 kW/m2? ?低温及燃料易燃尽时取上限?19 炉膛单位容积热负荷qV 经验值235~350kW/m3 [3-8] 350 kW/m3? ?低温及燃料易燃尽时取取上限?20 炉门和进料槽漏风系数△α 参照文献[9]选取0.2?21 炉膛出口空气过量系数α2 α1+△α 1.7?22 炉膛进口空气过量系数α1 参考文献[10-13] 1.5?23 固体未完全燃烧损失q4 参考文献[14-16] 3.56 %24 CO未完全燃烧损失q3 参照文献[14-16]选取2.5 %25 侧壁散发到室内的热量q5 参考文献[17-19] 0 %26 室外环境温度t0 给定10 ℃27 排烟温度tpy 低于烟气露点，150℃左右[20] 165 ℃28 压力P 给定1 atm3.4烟气量的计算（1）二氧化物量vRO2二氧化物是指烟气中的量，其计算如下：vRO2=0.01866(Car+0.375Sar)? ? ? ? ? ? =0.01866（44.92+0.375×0.21）（2）理论空气量va,0理论空气量是指每千克固体、液体燃料或每标准立方米气体燃料在化学当量比之下完全燃烧所需的空气量。
生物质气化炉标准(一)
生物质气化炉标准(一)生物质气化炉标准简介•生物质气化炉是将生物质材料通过热解和气化反应转化为可燃性气体的设备。
•生物质气化炉的使用可以减少对传统能源的依赖，降低环境污染，并能有效利用农林废弃物和能源作物等生物质资源。
一、标准的重要性•生物质气化炉标准的制定和执行对保障产品质量、推动技术创新和规范市场秩序具有重要意义。
•标准化的生物质气化炉设计和生产可以提高设备效率、降低生产成本、提高产品竞争力。
•搭建标准体系有助于推动行业发展，促进技术交流与协作。
二、标准的制定过程•市场需求调研：了解市场对生物质气化炉的需求和问题，收集行业相关数据和信息。
•技术研究与开发：在理论和实验的基础上，研发和改进现有生物质气化炉技术。
•标准制定草案：根据研究成果和行业需求，制定生物质气化炉的标准草案。
•听证和征求意见：公开征求各方利益相关者的意见和建议，提供透明公正的标准制定过程。
•标准发布与推广：生物质气化炉的标准最终发布，并通过宣传和培训等方式推广和普及应用。
三、标准的内容要求•设备结构和工艺要求：包括气化炉的整体结构、热解和气化反应的工艺参数等内容。
•安全性能和环保要求：包括设备运行时的安全保障、排放要求和环境影响评估等内容。
•产品性能和能源利用效率要求：包括气化产物的组成和能量利用效率等内容。
•检测和评价方法：包括对生物质气化炉进行性能测试、评价和监测的方法和标准。
四、标准的应用意义•标准化的生物质气化炉有助于提高设备的可靠性和安全性，减少事故风险。
•遵守标准可以降低设备运行成本、提高能源利用效率，增强企业竞争力。
•标准的统一执行能够规范市场秩序，促进行业良性发展，增强国内生物质气化炉在国际市场的竞争力。
五、结语•生物质气化炉标准的制定和实施对于行业的可持续发展和技术创新具有重要意义。
•通过标准化，从设备结构到环境排放都得到严格的监控，保证了设备的稳定运行和环境友好。
•我们期待相关标准的进一步完善和广泛应用，为生物质气化炉行业的健康发展做出更大的贡献。
生物质气化炉设备说明书
生物质气化炉设备说明书一．前言能源是人类生活和社会发展的物质基础。
至今为止，煤炭、石油及天然气等常规能源一直是人类社会进步的主要动力，由于这些化石能源大规模的开采和利用，造成能源日益枯竭、环境不断恶化、气候反常逐年加剧，因此发展可再生能源来取代现有的化石燃料能源，并降低二氧化碳等温室气体的排放，已经成为全世界共同面对的问题。
可再生能源主要包括太阳能、水力、风力、地热、潮汐及生物质能等等，其中，生物质能是人类利用最早的能源物质之一，具有分布广、可再生及成本低等优点。
在可再生能源中，生物质能是唯一能够连续生产、规模可控、可储存、可运输的全能性能源；同时，又能解决生物质中例如秸秆，随意堆放、燃烧造成的环境污染，为农林业废弃物处理提供解决之道。
二．设备特点生物质气化炉是通过热化学过程，将生物质裂解气化成为气体燃料，俗称“木煤气”，本设备具有以下的特点：1.生物质原材料适用范围广，各种农林业废弃物，经过破碎烘干后均可利用。
2.生产的可燃气热值高，可直接替代其他可燃气体用于工业用气。
3.环保设计，生产过程无黑烟排放。
4.应用性广，除了提供锅炉连续性供热，也可用大中小型生物质气发电站，适用于内燃机及汽轮机发电，也可用透过热交换器产生热气，提供产品烘干、大棚温室的农业供热。
5.高性价比，低投入高产出，具可观效益。
6.属于国家提倡的环保节能项目，易获政府政策支持。
三．详细说明设备示意图如下设备主要分为三大部分：气化炉主体、喷淋净化装置、燃烧器及热交换装置，分别说明如下气化炉主体：喷淋净化装置设备说明：操作人员利用爬梯及平台将生物质原材料倒入3生物质气化炉，点燃后覆盖造成闷烧，燃烧器的12引风机将烟气抽出；燃烧完全的生物质炭落入6出炭冷却机，螺杆将生物质炭推出。
操作人员在平台上随时补充生物质原材料并观察炉内生物质闷烧的情况。
主要功能：生物质原材料进料，生物质炭的产生。
设备说明：烟气自3生物质气化炉抽出后，经过7除尘管道及10喷淋装置，将烟气中的杂质隔离于水箱，并透过喷淋装置降低烟气的温度，然后经过11烟气净化装置，进一步冷却烟气，并将烟气中的焦油及木醋液收集起来，达到净化烟气的目的，此时的烟气已经净化成可燃气体。
生物质气化炉
北京凯明阳热能技术有限公司致力于燃烧技术20年，热能技术服务与产品包括燃烧器、生物质气化炉、燃烧系统改造、吹灰器、烤包器等。
以下是从供应商那获得凯明阳气化炉的特点，来之不易，希望大家能给多捐点赏金。
KMY-XQH2600气化炉体：采用三段式下出气结构,顶部安装有螺旋进料机密封进料。
炉体中部设有点火门，燃料在此处点燃，点火后关严，炉体的下部设有碳气分离，炉体的下部设施。
炉体一侧设有进风口，燃烧所需要的空气由此吹入炉内，采用鼓风机送风。
燃气出口在炉体的下部一侧，生成的燃气通过高温红碳层喷出，从而使产出气中的焦油大为减少，本气化炉采用独特的三段式下出气结构。
KMY生物质燃料气化炉具有以下特点：¾制成的生物质燃气中焦油含量极低，气化炉中产生的焦油在通过红碳层时被裂解成生物质气，使生物质气提高了热值；¾生物质燃料不需要挤压成颗粒，含水量可控制在30%以内，水分高温气化后通过红碳层时产生水煤气的反应,提高了生物质燃气的产气量，气化效率高；C+H2O=CO+H2CO2+C＝2COC+2H2=CH4¾停止产气待炉状态一周内重新起用时，可在5分钟内产生可燃气；¾配置料位检测，设高低位报警；¾可以连续供料、连续生产；¾设炉体上、中、下位置及出气口温度检测，实时监测气化炉的工况；¾设气压平衡设施，防止可燃气体外泄；¾安装双检测门及人孔；¾出口设有燃气热值检验口；¾燃气出口管路上设有三通转阀，燃气达到可燃后进入燃烧器燃烧。
2012-1-17 cao_ring|四级给您+100分这你都可以弄来，哈哈，果断收藏。
给您+100分2012-2-7 守护紫星泪|四级他们家的气化系统主要由气化炉、物料输送系统、控制系统组成，气化原料为木屑或木块、秸秆等，可燃气体发热值约1250kcal/Nm3 350℃左右。
是气化炉里比较有保证的制造商吧，不过谢谢楼主啦，收藏。
气化炉的制作方法和原理
气化炉的制作方法和原理一、气化炉的制作方法气化炉的制作主要涉及上下炉体制作、炉膛制作、气化室制作、燃气喷嘴的制作，下面对其详细介绍。
1、上下炉体制作采用优质的碳素结构钢板，将钢板切割成下炉体（炉门）、上炉体（载物炉膛）等多个零部件，然后在合适的位置和方式上进行焊接。
首先将下炉体和上炉体的连接部压合，利用易于操作和强度足够的4mm、6mm钢板焊接固定，确保耐腐蚀和耐高温，再对炉膛的下部进行披挂防灰构造处理，即将炉底部位焊接防灰板，为炉膛正常运行提供良好的支撑。
2、炉膛制作炉膛的制作需要选用一些特殊材料，如汽车刹车片、高铝陶瓷、高铝水泥等硬化耐磨材料，平整排列并用直道钢条进行固定。
然后在炉膛内部制作特殊的燃烧和喷嘴系统，确保燃气与载物之间充分接触和反应。
3、气化室制作气化炉的气化室与载物炉膛相连，其制作采用优质不锈钢板，将不锈钢板弯曲成几个零部件，用螺栓和铆钉，诺轴创实现结合。
将气化室与炉膛充分连接，温度以及气体压力达到设定值时确保气体反应有效。
4、燃气喷嘴的制作燃气喷嘴的选择包括四种类型，分别为‘U’形喷嘴、‘I’形喷嘴、‘S’形喷嘴和‘H’形喷嘴，其中‘S’形喷嘴和‘I’形喷嘴是日常使用比较常见的两种喷嘴。
在材料上，一般选用耐高温、耐磨、耐腐蚀的石墨材料，制作成相应的喷嘴。
二、气化炉的原理气化炉是利用固体燃料或液体燃料在高温、高压气氛中发生热化学反应，将燃料中的碳、氢、氧等元素在气化过程中分离出来，得到一种气态混合物，称之为合成气。
气化炉的原理主要包括以下两个方面：1、气化原理气化炉主体的气化过程与燃烧有所不同，其燃料在高温、高压气氛下达到化学热反应，将固体或液体燃料转化为气态混合物，籍此获得高效新型燃料气。
因此，气化炉建立在高积压条件下，提高了气化率和合成气质量，有低温式、介温式和高温式三种不同形式的炉型，需要根据需求选用合适的炉型。
2、燃气生成原理气化炉的原始燃料经过气化，产生气态氧化氮、水等成分，在高温压况下，由化学热反应生成化学品，如一氧化碳、氢气、乙烷等，支持启动炉膛，同时也是进行加料安全的重点组成部分。
气化柴火炉的制作方法
气化柴火炉的制作方法气化柴火炉是一种能够将木柴或生物质燃料转化为可燃气体的炉子，它可以用于烹饪、取暖和发电等多种用途。
下面是气化柴火炉的制作方法，包括材料、工具和步骤等。
一、材料1. 钢板：选择厚度为2-3mm的钢板，用于制作炉体和炉门。
2. 火砖：用于制作炉膛和燃烧室。
3. 管道：选择直径为2-3cm的管道，用于气化燃料和排放废气。
4. 隔热材料：如石棉板、玻璃棉等，用于隔热和保温。
5. 焊接材料：如焊丝、焊条等，用于焊接炉体和管道。
6. 其他：如螺丝、螺母、铁丝等，用于固定和连接各个部件。
二、工具1. 焊接设备：如电焊机、氧乙炔焊等。
2. 电动工具：如电钻、电锯等。
3. 手动工具：如锤子、扳手、剪刀等。
4. 测量工具：如卷尺、直尺等。
三、制作步骤1. 制作炉体：将钢板按照设计图纸切割成相应的形状，然后进行焊接。
炉体需要有燃料加入口、燃气出口和燃烧室等部件。
2. 制作炉膛：使用火砖和耐火胶将炉膛内壁砌好。
炉膛需要有适当的大小和形状，以容纳燃料和产生的气体。
3. 安装管道：将管道连接到燃烧室和燃气出口，以便气体能够顺畅地流出。
4. 安装隔热材料：将隔热材料固定在炉体外壁和管道上，以减少热量散失和保持炉子的温度。
5. 调试和测试：在安装完成后，需要进行调试和测试，以确保炉子能够正常运行。
可以通过加入适量的燃料和点火来测试炉子的气化效果和温度。
以上就是气化柴火炉的制作方法，需要注意的是，在制作过程中需要注意安全，避免火灾和烫伤等事故的发生。
同时，制作的炉子需要符合当地的环保和安全标准，以确保使用的安全性和可靠性。
生物质气化炉 执行标准
生物质气化炉执行标准
生物质气化炉是一种将生物质原料转化为可燃气体的设备。
在我国，生物质气化炉的相关标准和规范主要涉及以下几个方面：
1. 产品标准：生物质气化炉产品应符合《生物质气化炉》（GB/T 29321-2012）这一国家标准的要求。
该标准规定了生物质气化炉的分类、型式、尺寸、技术要求、试验方法、检验规则以及标志、包装、运输和贮存等内容。
2. 安全标准：生物质气化炉的设计、制造和安装应符合《锅炉安全规程》（GB 1576-2017）等相关安全标准的要求。
这些标准涵盖了锅炉的设计原则、材料选用、制造工艺、检验检测、运行维护等方面的内容。
3. 环保标准：生物质气化炉的排放应符合《大气污染物排放标准》（GB 18918-2002）等相关环保标准的要求。
这些标准规定了生物质气化炉排放大气污染物的限值、监测方法、排放标准适用范围等。
4. 能效标准：生物质气化炉的能效应符合《燃气工业产品能源效率标识实施规则》等相关标准的要求。
这些标准规定了生物质气化炉能源效率的等级、标识、检验方法等。
5. 行业标准：除了上述国家标准和行业标准外，生物质气化炉还需遵循相关行业标准，如《生物质能发电设备技术条件》（NB/T 31039-2016）等。
在选购生物质气化炉时，应关注产品是否符合这些相关标准要求，以确保设备的质量和安全性能。
同时，在使用和维护过程中，也要遵
循这些标准规定，以保证生物质气化炉的正常运行和使用寿命。
生物质锅炉设计
河北艺能锅炉有限责任公司一、燃烧方式与燃烧设备选择燃烧方式的选择应根据燃料的水分大小、尺寸、大小、灰分高低及其结渣性选择。
(1)燃料的收到基水分低于15%、尺寸小于3mm、灰分小于3%时，应采用风力喷播的悬浮燃烧方式;如果其灰分结渣性Ｒz≤1．5可采用铸铁固定炉排，灰分结渣性Ｒz＞1．5可采用水冷固定炉排。
(2)燃料的收到基水分低于15%、尺寸在5～50mm、灰分在4%～20%时，应采用机械进料的层燃或沸腾燃烧方式，燃烧设备可选择链条炉排、灰分结渣性Ｒz＞2．0应选用往复炉排。
锅炉容量大于14MW、负荷变化且灰分结渣性Ｒz＜1．5的可选择鼓泡流化床、循环流化床。
(3)燃料的收到基水分为20%～50%、尺寸≤10mm、灰分在1%～5%时，应采取风力喷播加层燃的方式。
其燃烧设备可用铸铁固定炉排或链条炉排。
锅炉容量大于14MW且负荷变化且灰分结渣性Ｒz＜1．5的可选择鼓泡流化床、循环流化床。
(4)尺寸为50～150mm的，灰分结渣性Ｒz＜1.5时采用链条炉排或倾斜水冷炉排，灰分结渣性Ｒz＞1．5采用往复炉排。
(5)秸秆类生物质应先行切碎，使其尺寸小于50mm，再投入锅炉燃烧;灰分结渣性Ｒz＜1．5时采用链条炉排，灰分结渣性Ｒz＞1．5时宜采用往复炉排。
二、炉膛建议设计方法设计生物质燃料锅炉前必须清楚知道拟燃生物质燃料的元素成分及灰的焦渣特征。
（1）炉膛出口温度的选择:炉膛出口温度应根据燃料灰的变形温度DT选择。
燃煤锅炉一般应低于变形温度50℃。
燃生物质锅炉炉膛出口温度应低于灰的变形100℃。
为降低氮氧化物排放，炉膛出口温度应低于850℃。
(2)燃烧区温度:燃烧区温度的选择应根据燃料各成分活化能高低选取，以使其既顺利燃烧，又不大量形成NOx。
生物质挥发分中以甲烷CH4和一氧化碳CO为主，其活化能50～125k J/mol，远低于烟煤和无烟煤，而生物质燃料中固定碳含量极低，故燃烧区温度应控制在1200～800℃。
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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。