理论教育 生物质的干燥方法研究及优化

生物质的干燥方法研究及优化

时间:2023-06-03 理论教育 版权反馈
【摘要】:8.3.2.3气化反应气化剂(空气)由气化炉的底部进入,在经过灰渣层时与热灰渣进行换热,被加热的热气体进入气化炉底部的氧化层,在这里同炽热的C发生燃烧反应,生成CO2。

生物质的干燥方法研究及优化

气化炉的最上层为干燥层,从上面加入的生物质物料直接进入到干燥层,湿物料在这里同下面三个反应层生成的热气体产物进行换热,使原料中的水分蒸发出去,生物质物料由含有一定水分的原料转变为干物料。干燥层的温度为100~250℃。干燥层的产物为干物料和水蒸气,水蒸气随着下面三个反应层的产热排出气化炉,而干物料则落入裂解层。

8.3.2.1 裂解反应

在氧化层和还原层生成的热气体,在上行过程中经过热分解层,将生物质加热。生物质受热后发生裂解反应。在反应中,生物质中大部分的挥发分从固体中分离出去。由于生物质的裂解需要大量的热量,热分解层温度已降到400~600℃。裂解区的主要产物为C、H 2、水蒸气、CO、CO2、CH 4、焦油及其他烃类物质等,这些热气体继续上升,进入到干燥区,而C则进入下面的还原区。

8.3.2.2 还原反应

在还原层已没有O2存在,在氧化反应中生成的CO2在这里同C及水蒸气发生还原反应,生成CO和H2。由于还原反应是吸热反应,还原区的温度也相应降低,为700~900℃。

还原区的主要产物为CO、CO2和H 2,这些热气体同氧化层生成的部分热气体进入上部的裂解层,而没有反应完的炭则落入氧化层。(www.daowen.com)

8.3.2.3 气化反应

气化剂(空气)由气化炉的底部进入,在经过灰渣层时与热灰渣进行换热,被加热的热气体进入气化炉底部的氧化层,在这里同炽热的C发生燃烧反应,生成CO2。同时放出热量。由于是限氧燃烧,O2的供给是不充分的,因而不完全燃烧反应同时发生,生成CO,同时也放出热量。在氧化层,温度可达1000~1200℃。

在氧化层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层的还原反应、物料的裂解和干燥提供了热源。在氧化层生成的热气体(CO和CO2)进入气化炉的还原层,灰则落入下部的灰室中。

通常把氧化层及还原层合起来称作气化区,气化反应主要在这里进行,而裂解层及干燥层则统称为燃料准备区或燃料预处理区。这里的反应是按照干馏的原理进行的,其载热体来自气化区的热气体。如上所述,在气化炉内截然分为几个区的情况实际上并不如此。事实上,一个区可以局部地渗入另一个区,由于这个缘故,所述过程多多少少有一部分是可以互相交错进行的。气化过程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馏裂解产物,如焦油、醋酸、低温干馏气体。所以在气化炉出口,产出气体成分主要为CO、CO2、H 2、CH 4、焦油及少量其他烃类,还有水蒸气及少量灰分。这也是为什么实际气化产生的可燃气的热值总是高于理论上纯气化过程产生可燃气的热值(标准状态下为4437kJ/m3)的原因。

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