8.RENEWABLE ENERGYNo.62002 (106 Issue in All)家用秸稈氣化爐的研制崔永章，孫玉泉，陳維冬3(1.山東建筑工程學(xué)院空調(diào)與制冷工程系，濟(jì)南250014; 2. 山東省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)所,濟(jì)南250013; 3. 山東省鄒城市煤氣公司，鄒城273500)摘要介紹了家用秸稈氣化爐的類型，分析了上吸式和下吸式兩種機(jī)型的各自特點(diǎn)。著重介紹上吸式秸稈氣化爐的工作原理分析了由于正壓而引發(fā)的密封問題和對(duì)原料水分的要求并提出了解決措施。采用氧化鐵法對(duì)秸稈氣進(jìn)行脫硫不僅提高能源的利用率而且減少了污染。關(guān)鍵詞秸稈氣上吸式氣化爐氧化鐵法中圖分類號(hào)TQ546. 5文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼B文章編號(hào):1671 - 5292(2002)06 -0018- 03Study on domestic straw gas stoveCui Yong zhang' , Sun Yu-Quan', Chen Wei-dong'(1. Dept. of Air Conditioning Engineering, Shandong Institute of Architecture and Engineering,Jinan250014;2. Shandong Supervision and Inspection Institute for Product Quality, Jinan250013; 3. Zoucheng Gas Company in Shandong, Zoucheng 273500)Abstract: This article mainly describes the styles of domestic straw gas stove， especiallyanalyses the character of uniflow stove and counterflow stove, and introduces the operationprinciple of uniflow stove. A method of double fan is infered to overcome the question of sealunder the condition of positive pressure and demand of water percent of straw. For sulphur re-moval, a method of ferric oxide is used. It not only enhances utilization ratio of energy, but alsoreduces pollution.Key Words: straw gas auniflow gas stove; method of ferric oxide由于各級(jí)政府的大力支持,固定床秸稈氣所以研制一種實(shí)用的戶用秸稈氣化爐,是擺在化集中供氣系統(tǒng)在許多地區(qū)得到推廣,并取得生物質(zhì)氣化技術(shù)人員面前的一-個(gè)重要課題。了良好的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益。但1爐型的選擇是,由于集中供氣系統(tǒng)的工程造價(jià)高產(chǎn)生的污戶用秸稈氣化爐(固定床)的爐型主要有下水難以處理, 系統(tǒng)維修量大等原因,因此,在一吸式和上吸式2種。定程度上限制了其普及應(yīng)用。家用秸稈氣化爐下吸式氣化爐是集中供氣的秸稈氣化機(jī)組具有投資少,操作簡(jiǎn)單, 易于管理,污染輕等特普遍采用的技術(shù)。該裝置操作簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠點(diǎn),它可實(shí)現(xiàn)隨時(shí)氣化不需要貯氣裝置及輸配但存在熱值低、焦油不易處理、不易封爐等問管網(wǎng)，其經(jīng)濟(jì)性優(yōu)于秸稈氣化集中供氣系統(tǒng)。題特別是秸稈氣中氧氣含量不易控制容易引收稿日期2002 - 08 -052002年第6期(總第106期)可再生能源19發(fā)事故。實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)加強(qiáng)操作經(jīng)驗(yàn)的積累,表1氣化爐內(nèi)各 區(qū)間特征為用戶提供安全、方便的秸稈氣化爐。名稱待征上吸式氣化爐的原理與下吸式基本一致，‘灰渣區(qū)分配氣化劑;預(yù)熱氣化劑;防止?fàn)t算受高溫結(jié)構(gòu)見圖1。爐膛的頂部是加料裝置和密封裝氧化區(qū)原料中碳被氣化劑氧化成CO和CO2并放熱還原區(qū)CO2被還原成C0,或水蒸氣被分解成H干餾區(qū)原料與熱氣體換熱,進(jìn)行熱分解,析出氣體水封裝置干燥區(qū)氣體顯熱蒸發(fā)原料中水分自由空間自由空間集聚氣體干發(fā)區(qū)干省區(qū)但.上吸式氣化爐也存在下列問題:①進(jìn)料還源區(qū)口密封要求高。由于爐內(nèi)存在粉塵和水分, 內(nèi)氧倉(cāng)區(qū)灰液區(qū)密封面容易粘附細(xì)小物料,造成密封不嚴(yán)實(shí)。解決的辦法是采用雙風(fēng)機(jī),使得爐頂處于微負(fù)出慶口壓狀態(tài),減少爐內(nèi)煙氣量,改善爐內(nèi)環(huán)境,但此方案增加了設(shè)備投資;另一解決方案是采用水圖1. 上吸式氣化爐結(jié)構(gòu)示意圖密封,原因是爐膛頂部的壓力低于98 Pao圖1置，以及燃?xì)鈱?dǎo)出孔。爐膛的底部是爐柵空氣中采用兩種措施。②對(duì)原料的水分含量有- -定通過底部風(fēng)機(jī)1鼓入,并均勻通過物料,進(jìn)行的要求。物料中水分的蒸發(fā)所造成的熱損失使氣化反應(yīng)。氣化爐熱效率降低,同時(shí)也降低了產(chǎn)出氣的品原料加入爐膛,經(jīng)過干燥層、干餾層、還原質(zhì)。當(dāng)物料中的水分高于70%時(shí),燃燒反應(yīng)不層、氧化層和灰渣層后排出,在爐內(nèi)與氣化劑能進(jìn)行。物料中水分-般控制在15%以內(nèi)。是逆向運(yùn)動(dòng)。空氣由爐箅均勻分布后被灰渣層2凈化預(yù)熱,然后上升到氧化層。在氧化層內(nèi)氧與秸秸稈燃?xì)庵须s質(zhì)主要是焦油、硫化氫、灰稈中碳進(jìn)行氧化反應(yīng),生成二氧化碳和少量一分。 在大型氣化爐中普遍采用水冷卻和洗滌來氧化碳的同時(shí), 釋放大量的熱量,用于維持氣去除 氣化氣中的雜質(zhì)。化反應(yīng)的進(jìn)行。生成的氣體上升進(jìn)入還原層,上吸式戶用氣化爐的秸稈氣經(jīng)過對(duì)秸稈在高溫條件下與部分碳進(jìn)行還原反應(yīng)生成一的干餾、干燥,到達(dá)爐膛上方后其溫度大約氧化碳、氫氣和甲烷。還原層生成的氣體與未100~ 150 C ,此時(shí)焦油是以氣體狀態(tài)存在的。參加反應(yīng)的氣體繼續(xù)上升進(jìn)入干餾層,氣流中焦油霧與秸稈氣同時(shí)燃燒,不僅可提高氣化爐的顯熱對(duì)干餾層中的原料進(jìn)行加熱產(chǎn)生干餾的熱效率,而且解決了焦油污染問題,故不需氣，干餾氣混入上升氣流中進(jìn)入干燥層,預(yù)熱采用水冷卻的方式進(jìn)行降溫、脫焦油。這里需:最上部的原料后進(jìn)入氣化爐的上部空間,而后要強(qiáng)調(diào)的是,原料的水分含量是要嚴(yán)格控制從燃?xì)鈱?dǎo)出孔引出。制造秸稈氣的主要反應(yīng)是的,否則燃?xì)庵泻写罅康乃? -來不容易在氧化層和還原層進(jìn)行的, 通稱為氣化區(qū)。各點(diǎn)火,二來導(dǎo)致部分焦油凝結(jié)下來,堵塞管道、區(qū)間的特征見表1。爐具。上吸式氣化爐不僅能充分利用氣化氣的硫化氫的主要危害是對(duì)管道產(chǎn)生腐蝕,必顯熱進(jìn)行原料的干燥、預(yù)熱和干餾,還能利用須進(jìn)行處理。最經(jīng)濟(jì)的處理方法是氧化鐵法，灰渣的顯熱預(yù)熱氣化劑,從而提高了氣化過程該法工藝簡(jiǎn)單,成熟可靠,除能脫掉硫化氫外，的地方女th大公壬了士千工中現(xiàn)塵心不8凹R今住油竺九壓RENEWABLE ENERGYNo.6 2002 (106 Issue in All)氧化鐵法是以氧化鐵為基本脫硫劑,發(fā)生不管是從燃?xì)赓|(zhì)量還是運(yùn)行的安全性，以如下反應(yīng)來脫除硫化物:及管網(wǎng)的投資等因素考慮,戶用秸稈氣化爐具Fe2O3+ 3H2S-→Fe2S3 + 3H2O有秸稈氣化集中供氣系統(tǒng)不可比擬的優(yōu)越性。Fe2S3 + 3O2- +2Fe2O3 +6S下吸式家用秸稈氣化爐操作簡(jiǎn)單運(yùn)行可靠是脫硫劑中除氧化鐵外還有木屑、熟石灰等提高農(nóng)村秸稈利用率的新型設(shè)備。上吸式家用.容易獲取、價(jià)廉的物質(zhì)。據(jù)城市燃?xì)鈨艋?jīng)驗(yàn)，氣化爐在 徹底解決密封問題,以及原料的水分吸收硫化氫的最佳條件是: 溫度25~30C ,水含 量的情況下,是最理想的家用氣化爐。但是分30%~40%流速7~11m/s燃?xì)馀c脫硫劑在實(shí)際應(yīng)用中,應(yīng)加強(qiáng)對(duì)各個(gè)用戶的技術(shù)培訓(xùn)接觸時(shí)間宜取130~ 200 s。和安全教育?？蒲胁块T]和生產(chǎn)廠家應(yīng)共同加大制作脫硫劑的方法是:將鐵屑與木屑按照技術(shù)、資金投入,設(shè)計(jì)節(jié)能、安全、環(huán)保的氣化1 :1摻混灑水后充分翻曬，進(jìn)行人工氧化。進(jìn)爐，以推進(jìn)農(nóng)村炊事燃?xì)饣铀傥覈?guó)可再生資箱前再加入0.5%熟石灰(顆粒直徑要求為源的利用進(jìn)程。0.6~2.4 mm)。參考文獻(xiàn)該方法工藝簡(jiǎn)單,脫硫效果好。但如果設(shè)計(jì)不當(dāng)，會(huì)導(dǎo)致阻力增大這也是在解決密封問[1]姜正侯.燃?xì)夤こ碳夹g(shù)手冊(cè)[M].上海:同濟(jì)大學(xué)出題時(shí)選擇雙風(fēng)機(jī)的原因之-。氧化鐵法的另一版社,1999 .個(gè)優(yōu)點(diǎn)是脫硫劑再生時(shí)需要消耗氧氣,可降低[2] 崔永章,孫玉泉,吳云昌.秸稈燃?xì)鈨艋夹g(shù)[D].農(nóng)村能源2002(1) 25~27秸稈氣中氧氣的含量提高秸稈氣的安全性。[3]工業(yè)爐設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京機(jī)械工業(yè)出版社,19983結(jié)束語(yǔ)(上接17頁(yè))海島駐軍、漁民,地處野外高山的目"、" UNDP/GEF在中國(guó)商業(yè)建設(shè)項(xiàng)目”和其微波站、電視差轉(zhuǎn)臺(tái)站、氣象站公路、鐵路無電他一些利用風(fēng)能項(xiàng)目在我國(guó)的開展和示范,必小站,森林中的了望火臺(tái)、灘涂及沿海島嶼(全將大大促進(jìn)我國(guó)風(fēng)能的開發(fā)利用市場(chǎng)。國(guó)有7000多km的海岸線)等多數(shù)地方使用柴油或汽油發(fā)電機(jī)組供電供電成本相當(dāng)高,有 些地方高達(dá)3元/kWh。而這些地方絕大部分處在[1] 張國(guó)江,張鵬翔,劉炳旭,等.用于中小型發(fā)電廠 的風(fēng)力資源豐富地區(qū)通過采用風(fēng)力發(fā)電供電既數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)-總體結(jié)構(gòu)及功能概述[J]. 電力自可以保證全天24 h供電,又節(jié)約了燃料和資動(dòng)化設(shè)備2000(4) 38 ~40金,同時(shí)還減少了對(duì)環(huán)境的污染,可謂--舉三[2]江明,王龍明，總線型分布式微機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[J].安徽機(jī)電學(xué)院學(xué)報(bào)2001(6) :13~15得，有著十分顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。[3]張培仁.一種分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)的總體離網(wǎng)型7.5kW風(fēng)電機(jī)組突破常規(guī)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)[J].微電子學(xué)與計(jì)算機(jī),1998(3) :19~20外形美觀造價(jià)和成本方面也為用戶所接受市[4 ]Garrad Hassan and Partners Ltd. Generic Wind Farm場(chǎng)推廣性強(qiáng)。為此系統(tǒng)配套設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)采集通Supervisory Control and Data Acquisition System Speei-訊網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性強(qiáng),適合與各種風(fēng)車田和風(fēng)電fication[ M ]. November 2001場(chǎng)的數(shù)據(jù)通訊,界面設(shè)計(jì)友好,可讀性強(qiáng),帶聯(lián)[5 ]Cheryl Beaver, Donald gallup. William Neumann and網(wǎng)接口適應(yīng)目前聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展的要求。Mark RTorgerson. Key Management for SCADA.隨著國(guó)家”光明工程”、”全球環(huán)境基金/SAND2001 - 3352[ M ]. Unlimited Release Print-