秸秆气化炉的原理

秸秆气化炉的原理

一、气化原理

气化是指将固体或液体燃型转化为气体燃料的热化学过程。当秸秆类物料燃烧时，需要肯定量的氧气，假如供应的氧气等于或多于这个值，秸秆便可以充分地燃烧了，最终的残余物为灰分。假如供应的氧气是少于这个值，秸秆在燃烧过程中便不能全部烧掉，供应的氧气越少，没能烧掉的可燃成分就越多，这些可燃成分包括炭、挥发分气体（CO, H2, CH4）,这就是秸秆气的主要成分。

二、气化过程

为了更好地描述秸秆的气化过程，我们以第六代固定床气化炉为例,详细分析秸秆的气化过程。

秸秆在第六代气化炉中的气化过程可以用下图表示。秸秆从上部加入,气化剂（空气）从底部吹入，气化炉中参加反应的秸秆自上而下分成干燥区，热分解区（裂解区），还原区和氧化区。下面就四个反应区分别描述秸秆的气化过程：

1›氧化反应

空气由气化炉的底部进入，在经过灰渣层时被加热，加热后的气体进入气化炉底部的氧化区，在这里同酷热的炭发生燃烧反应，生成二氧化碳同时放出热量, 由于是限氧燃烧，氧气的供应是不充分的，因而不完全燃烧反应同时发生，生成一氧化碳,同时也放热量。在氧化区，温度可达100（∏200C,反应方程式为：

C+02=C02+ΔH ΔH=408. 8 千焦

在氧化区进行的均为燃烧反应，并放出热量，也正是这部分反应热为还原区的还原反应、物料的裂解和干燥，供应了热源。在氧化区中生成的热气体（一氧化碳和二氧化碳）进入气化炉的还原区，灰则落入下部的灰室中。

2、还原反应

在还原区已没有氧气存在，在氧化反应中生成的二氧化碳在这里同炭及水蒸气发生还原反应，生成一氧化碳（CO）和氢气（H2）o由于还原反应是吸热反应, 还原区的温度也相应降低，约为700~900℃。

还原区的主要产物为一氧化碳（CO）、二氧化碳（C02）和氢气（H2）,这些热气体同在氧化区生成的部分热气体进入上部的裂解区，而没有反应完的炭则落入氧化区。

3、裂解反应

在氧化区和还原区生成的热气体，在上行过程中经过裂解层，同时将秸秆加热，当秸秆受热后发生裂解反应。在反应中，秸秆中大部分的挥发分从固体中分别出去。由于秸秆的裂解需要大量的热量，在裂解区温度已降到40（T60（ΓC°

在裂解反应中还有少量炫类物质的产生。裂解区的主要产物为炭、氢气、水蒸气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、焦油及其他化类物质等,这些热气体连续提升，进入到干燥区，而炭则进入下面的还原区。

4、秸秆的干燥

气化炉最上层为干燥区，从上面加入的物料直接进入到干燥区，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，使原料中的水分蒸发出去，该层温度为100~300C0干燥层的产物为干物料和水蒸气，水蒸气随着下面的三个反应区的产热排出气化炉，而干物料则落入裂解区。

气化实际上总是兼有燃料的干燥裂解过程。气体产物中总是掺杂有燃料的干馈裂解产物，如焦油、醋酸、低温干储气体。所以在气化炉出口，产出气体成分主要为一氧化碳（CO）,二氧化碳（C02）、氢气（H2）、甲烷（CH4）、焦油及少量共他烧类，还有水蒸气及少量灰分。

回答人的补充2022-08-06 19:32

燃料气体

HjO （水蒸气）

可燃气体（CO , CH4, COl等）

+液体（包括焦油和水蒸气）+炭

C+CO32CO

C+H2O H24CO

C-H32CO1

灰分空气

气化过程图表