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生物質(zhì)固定床氣化爐

發(fā)布時間:2023-07-13

生物質(zhì)氣化爐經(jīng)過凈化處理可直接代替石油、天然氣直接輸送到軋鋼爐、鍛造爐、耐火材料隧道窯、水泥回轉(zhuǎn)窯、蒸汽鍋爐、熱水鍋爐和導(dǎo)熱油爐等各種熱工爐窯進(jìn)行供熱??山档蜕a(chǎn)成本,帶來很高的經(jīng)濟效益。對于燃料品質(zhì)要求高的玻璃爐窯、陶瓷爐窯或發(fā)電廠,配套燃?xì)鈨艋b置,凈化后的氣體去供爐窯或供生物質(zhì)內(nèi)燃機發(fā)電機組發(fā)電。產(chǎn)品技術(shù)成熟,擁有多項國家專利技術(shù)。
 
生物質(zhì)固定床氣化爐簡介
固定床為生物質(zhì)氣化爐的一種重要床型,在國內(nèi)使用頗廣,固定床可分為下吸式(并流式)、上吸式(逆流式)、橫吸式、開心式,其中下吸式固定床氣化技術(shù)成熟,使用最為頻繁。
固定床氣化爐普遍采用稻殼與顆粒為原料,由于大多數(shù)氣化爐排料方式為爐篩排料,因此對原料的規(guī)格要求較大。固定床氣化爐先通過外界加熱方式為初步氣化通過熱量,一旦反應(yīng)開始,即是自供熱的過程。因此總體來說生物質(zhì)氣化是自供熱反應(yīng)。氣化開始反應(yīng)有自動點火與人工點火兩種點火方式。進(jìn)料與排料方式有連續(xù)與階段性,二者并無本質(zhì)差異。

適用原料:
原料廣泛,秸稈、木片、稻殼、棕櫚殼、甘蔗渣等農(nóng)林廢棄物均可,粒徑:30-100mm,含水量:≤20%

產(chǎn)品特點:
1.結(jié)構(gòu)合理: 采用固定床下吸式炭氣聯(lián)產(chǎn),垂直上料,液壓往復(fù)式出渣,自動清灰,焦油含量低,產(chǎn)氣穩(wěn)定。
2.自動化程度高:控制系統(tǒng)采用PLC控制器,互聯(lián)互鎖,故障情況下自動排除安全隱患,自動感應(yīng)聯(lián)動上料出渣,系統(tǒng)簡單易懂,操作易上手,一人值守,安全可靠。
3.爐體防護(hù)好:爐體采用水循環(huán)降溫,爐溫穩(wěn)定可連續(xù)24小時運行工作。
4.環(huán)保優(yōu)勢明顯:灰分低于1-1.5%,微量二氧化硫,二氧化碳零排放,煙塵濃度低于30mg/m3。
5.原料廣泛:秸稈,木片,稻殼,棕櫚殼,甘蔗渣,等農(nóng)林廢棄物均可。
6.運行成本低:原料廣泛易得,價位低;氣化爐氣化效率高,可達(dá)80%以上;設(shè)備故障率低,可減少二次投入;同時可以得到炭、木醋液等,可增加收入。

應(yīng)用領(lǐng)域:
發(fā)電用氣、生活用氣、蒸汽鍋爐、熱水鍋爐、工業(yè)爐窯、焚燒爐、熔燒爐、廚房設(shè)備、干燥設(shè)備、食品烘干設(shè)備、熨燙設(shè)備、烤漆設(shè)備、工業(yè)退火爐、瀝青加熱設(shè)備、壓鑄機.印染行業(yè)等等。

生物質(zhì)氣化爐工作原理:
(1)干燥層:炭氣聯(lián)產(chǎn)爐最上層為干燥區(qū),從上面加入的物料直接進(jìn)入到干燥區(qū),物料在這里同下面三個反應(yīng)區(qū)生成的熱氣體產(chǎn)物進(jìn)行換熱,使原料中的水分蒸發(fā)出去,該層溫度為 200~300℃。干燥層的產(chǎn)物為干物料和水蒸氣,水蒸氣隨著下面的三個反應(yīng)區(qū)的產(chǎn)熱排出氣化爐,而干物料則落入熱解區(qū)。
(2)熱解層:生物干物料向下運行進(jìn)入熱解層,同時將生物質(zhì)加熱,當(dāng)生物質(zhì)受熱后發(fā)生熱解反應(yīng)。通過熱解反應(yīng)生物質(zhì)中大部分的揮發(fā)分從固體中分離出去,在500~600℃時基本完成,剩下木炭。熱解區(qū)的主要產(chǎn)物為炭、氫氣、水蒸氣、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、焦油及其他烴類物質(zhì)等。
(3)氧化層:熱解的剩余木炭與空氣發(fā)生劇烈反應(yīng),釋放大量熱量。由于是厭氧燃燒,氧氣的供給是不充分的,因而不完全燃燒反應(yīng)同時發(fā)生,生成一氧化碳,同時也放熱量。在氧化區(qū),溫度可達(dá)1000℃,反應(yīng)方程式為:C+O2=CO2+△H △H=408.8千焦在氧化區(qū)進(jìn)行的均為燃燒反應(yīng),并放出熱量,也正是這部分反應(yīng)熱為還原區(qū)的還原反應(yīng)、物料的裂解和干燥,提供了熱源。在氧化區(qū)中生成的熱氣體(一氧化碳和二氧化碳)進(jìn)入氣化爐的還原區(qū),灰分落入下部的灰室中。
(4)還原層:在還原區(qū)已沒有氧氣存在,在氧化反應(yīng)中生成的二氧化碳在這里同炭及水蒸氣發(fā)生還原反應(yīng),生成一氧化碳(CO)和氫氣(H2)。由于還原反應(yīng)是吸熱反應(yīng),還原區(qū)的溫度也相應(yīng)降低,約為600~800℃。還原區(qū)的主要產(chǎn)物為一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)和氫氣(H2)。經(jīng)過厭氧裂解氣化后還原層產(chǎn)生的就是木炭。
氣化實際上總是兼有燃料的干燥裂解過程。在實際的操作過程中,上述四個區(qū)域沒有明確的邊界,是相互滲透和交錯的。所以在氣化爐出口,產(chǎn)出氣體成分主要為一氧化碳(CO),二氧化碳(CO2)、氫氣(H2)、甲烷(CH4)、焦油及少量共他烴類,還有水蒸氣及少量灰分。


生物質(zhì)氣化爐特點:
1、該設(shè)備整體是高溫耐火材料制作,24時不間斷連高溫連續(xù)使用,適用于大噸位燃油,燃?xì)忮仩t,鏈條鍋爐,燃燒穩(wěn)定,鍋爐負(fù)荷可調(diào)性大;
2、生物質(zhì)燃料選擇性大,有麥秸、稻草、玉米稈、刨花、竹粉、鋸末等,確保燃料供應(yīng),有效保證鍋爐燃料穩(wěn)定供應(yīng);
3、本氣化爐采多級配風(fēng),獨特低氮燃燒技術(shù)??梢赃B續(xù)供料連續(xù)生產(chǎn),火焰穩(wěn)定,高溫段溫度可達(dá)1100,生物質(zhì)燃料燃盡率高,熱效率高達(dá)95以上;
4、無焦油、廢水等各種廢棄物排放。采用高溫裂解燃燒技術(shù),焦油等以氣態(tài)的形式直接燃燒,解決了生物質(zhì)氣化焦油含量高等技術(shù)難題,避免了水洗焦油帶來的水質(zhì)二次污染;
5、流化床氣化爐加熱迅速,可頻繁起停,床溫均勻,氣固接觸混合良好,氣化強度大、綜合經(jīng)濟性好的特點。

技術(shù)參數(shù):

 

項目總類別

分類別

YT-SQ1500

YT-SQ1800

YT-SQ2000

YT-SQ2200

YT-SQ2400

YT-SQ2600

YT-SQ3000

燃料

用料量

80-140kg

160-280kg

300-400kg

500-600kg

700-800kg

900-1000kg

1200-1500kg

粒度

木片:30-50mm ;植物秸稈≤100mm

含水率

10%-15%

生物質(zhì)氣體

理論產(chǎn)量

240-320m3

480-680m3

900-1200m3

1200-1400m3

1600-1800m3

2200-2600m3

2800-3200m3

主要成份

CO:20-25%

H2:8-15

CH42-4%

CO2:2-4%

N2:40-45%

O2:≤1.0%


混合氣熱值

1100-1300kcal/m3

性能

氣化率
M3/kg

木本:2-3 m3 草本:1-1.5m3

副產(chǎn)品


以木片為例:每噸原料可產(chǎn)炭200-400kg、焦油30kg、木醋液250kg


工作壓力
Kpa

-15*10 -30*10

額定功率

kw

29.22kw

29.22kw

29.22kw

29.22kw

31.12kw

37.5kw

40.5kw

 

生物質(zhì)燃?xì)獾闹饕煞郑?/strong>

類別

CO

H2

CH4

CO2

N2

O2

CmHn

H2S

含量

20-25%

10-13%

2-4%

13%

46%

1%

0.8

16.4mg/Nm3

生物質(zhì)炭氣聯(lián)產(chǎn)爐與其他能源對比經(jīng)濟效益分析表(以10T鍋爐為例):


熱量需求

連續(xù)性/h

燃料消耗

單價

萬元/月

萬元/年(10個月)

備注

柴油

600萬大卡/h

24

588.5kg/H

6.8元/kg

288.13

2881.3


重油

600萬大卡/h

24

631.6kg/H

4.8元/kg

218.28

2182.8


天燃?xì)?/span>

600萬大卡/h

24

705m3/h

3.5元/m3

177.66

1776.6


生物質(zhì)氣化爐

600萬大卡/h

24

2000kg/h

0.3元/kg

43.2

432


注:以上參數(shù)按10噸鍋爐為例計算,相關(guān)燃料價格按照當(dāng)?shù)貎r格為準(zhǔn)。

改造為生物質(zhì)炭氣聯(lián)產(chǎn)爐后的節(jié)省利潤:

序號

項目

分項

數(shù)量

單價

消耗/產(chǎn)出
(天(24h))

消耗/產(chǎn)出
(月)

消耗/產(chǎn)出
(年(10個月))

合計

1

消耗

木片

2000kg/h

0.3元/kg

14400

43.2萬元

432萬元

432萬元

2

產(chǎn)出

生物質(zhì)炭

400kg/h

0.8元/kg

7680

23.04萬元

230.4萬元

311.04 萬元

木焦油

40kg/h

0.8元/kg

768

2.304萬元

23.04萬元

木醋液

400kg/h

0.2元/kg

1920

5.76萬元

57.6萬元

3

實際支出:432-311.04=120.96萬元/年

注:使用炭氣聯(lián)產(chǎn)爐以木片為原料會產(chǎn)生副產(chǎn)品,會帶來一定的經(jīng)濟效益,所以使用氣化爐的后期運行成本就會低很多。
改造成生物質(zhì)炭氣聯(lián)產(chǎn)爐后實際節(jié)省利潤:

傳統(tǒng)能源

節(jié)省后每月的凈利潤(萬元)

節(jié)省后每年的凈利潤(萬元)

柴油

288.13萬元/月-12.1萬元/月=276.03萬元/月

28813.萬元/年-121萬元/年=2760.3萬元/年

重油

218.28萬元/月-12.1萬元/月=206.18萬元/月

2182.8萬元/年-121萬元/年=2061.8萬元/年

天然氣

177.66萬元/月-12.1萬元/月=165.56萬元/月

1776.6萬元/年-121萬元/年=1655.6萬元/年

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(2)設(shè)備安裝調(diào)試。
(3)現(xiàn)場培訓(xùn)操作人員。


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