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生物质固定床气化炉

发布时间:2023-07-13

生物质气化炉经过净化处理可直接代替石油、天然气直接输送到轧钢炉、锻造炉、耐火材料隧道窑、水泥回转窑、蒸汽锅炉、热水锅炉和导热油炉等各种热工炉窑进行供热。可降低生产成本,带来很高的经济效益。对于燃料品质要求高的玻璃炉窑、陶瓷炉窑或发电厂,配套燃气净化装置,净化后的气体去供炉窑或供生物质内燃机发电机组发电。产品技术成熟,拥有多项国家专利技术。
 
生物质固定床气化炉简介
固定床为生物质气化炉的一种重要床型,在国内使用颇广,固定床可分为下吸式(并流式)、上吸式(逆流式)、横吸式、开心式,其中下吸式固定床气化技术成熟,使用最为频繁。
固定床气化炉普遍采用稻壳与颗粒为原料,由于大多数气化炉排料方式为炉筛排料,因此对原料的规格要求较大。固定床气化炉先通过外界加热方式为初步气化通过热量,一旦反应开始,即是自供热的过程。因此总体来说生物质气化是自供热反应。气化开始反应有自动点火与人工点火两种点火方式。进料与排料方式有连续与阶段性,二者并无本质差异。

适用原料:
原料广泛,秸秆、木片、稻壳、棕榈壳、甘蔗渣等农林废弃物均可,粒径:30-100mm,含水量:≤20%

产品特点:
1.结构合理: 采用固定床下吸式炭气联产,垂直上料,液压往复式出渣,自动清灰,焦油含量低,产气稳定。
2.自动化程度高:控制系统采用PLC控制器,互联互锁,故障情况下自动排除安全隐患,自动感应联动上料出渣,系统简单易懂,操作易上手,一人值守,安全可靠。
3.炉体防护好:炉体采用水循环降温,炉温稳定可连续24小时运行工作。
4.环保优势明显:灰分低于1-1.5%,微量二氧化硫,二氧化碳零排放,烟尘浓度低于30mg/m³。
5.原料广泛:秸秆,木片,稻壳,棕榈壳,甘蔗渣,等农林废弃物均可。
6.运行成本低:原料广泛易得,价位低;气化炉气化效率高,可达80%以上;设备故障率低,可减少二次投入;同时可以得到炭、木醋液等,可增加收入。

应用领域:
发电用气、生活用气、蒸汽锅炉、热水锅炉、工业炉窑、焚烧炉、熔烧炉、厨房设备、干燥设备、食品烘干设备、熨烫设备、烤漆设备、工业退火炉、沥青加热设备、压铸机.印染行业等等。

生物质气化炉工作原理:
(1)干燥层:炭气联产炉最上层为干燥区,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 200~300℃。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,而干物料则落入热解区。
(2)热解层:生物干物料向下运行进入热解层,同时将生物质加热,当生物质受热后发生热解反应。通过热解反应生物质中大部分的挥发分从固体中分离出去,在500~600℃时基本完成,剩下木炭。热解区的主要产物为炭、氢气、水蒸气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、焦油及其他烃类物质等。
(3)氧化层:热解的剩余木炭与空气发生剧烈反应,释放大量热量。由于是厌氧燃烧,氧气的供给是不充分的,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1000℃,反应方程式为:C+O2=CO2+△H △H=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,提供了热源。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,灰分落入下部的灰室中。
(4)还原层: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)。由于还原反应是吸热反应,还原区的温度也相应降低,约为600~800℃。还原区的主要产物为一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)和氢气(H2)。经过厌氧裂解气化后还原层产生的就是木炭。
气化实际上总是兼有燃料的干燥裂解过程。在实际的操作过程中,上述四个区域没有明确的边界,是相互渗透和交错的。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(CO2)、氢气(H2)、甲烷(CH4)、焦油及少量共他烃类,还有水蒸气及少量灰分。


生物质气化炉特点:
1、该设备整体是高温耐火材料制作,24时不间断连高温连续使用,适用于大吨位燃油,燃气锅炉,链条锅炉,燃烧稳定,锅炉负荷可调性大;
2、生物质燃料选择性大,有麦秸、稻草、玉米秆、刨花、竹粉、锯末等,确保燃料供应,有效保证锅炉燃料稳定供应;
3、本气化炉采多级配风,独特低氮燃烧技术。可以连续供料连续生产,火焰稳定,高温段温度可达1100,生物质燃料燃尽率高,热效率高达95以上;
4、无焦油、废水等各种废弃物排放。采用高温裂解燃烧技术,焦油等以气态的形式直接燃烧,解决了生物质气化焦油含量高等技术难题,避免了水洗焦油带来的水质二次污染;
5、流化床气化炉加热迅速,可频繁起停,床温均匀,气固接触混合良好,气化强度大、综合经济性好的特点。

技术参数:

 

项目总类别

分类别

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 ;植物秸秆≤100mm

含水率

10%-15%

生物质气体

理论产量

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%


混合气热值

1100-1300kcal/m3

性能

气化率
M3/kg

木本:2-3 m3 草本:1-1.5m3

副产品


以木片为例:每吨原料可产炭200-400kg、焦油30kg、木醋液250kg


工作压力
Kpa

-15*10 -30*10

额定功率

kw

29.22kw

29.22kw

29.22kw

29.22kw

31.12kw

37.5kw

40.5kw

 

生物质燃气的主要成分:

类别

CO

H2

CH4

CO2

N2

O2

CmHn

H2S

含量

20-25%

10-13%

2-4%

13%

46%

1%

0.8

16.4mg/Nm3

生物质炭气联产炉与其他能源对比经济效益分析表(以10T锅炉为例):


热量需求

连续性/h

燃料消耗

单价

万元/月

万元/年(10个月)

备注

柴油

600万大卡/h

24

588.5kg/H

6.8元/kg

288.13

2881.3


重油

600万大卡/h

24

631.6kg/H

4.8元/kg

218.28

2182.8


天燃气

600万大卡/h

24

705m3/h

3.5元/m³

177.66

1776.6


生物质气化炉

600万大卡/h

24

2000kg/h

0.3元/kg

43.2

432


注:以上参数按10吨锅炉为例计算,相关燃料价格按照当地价格为准。

改造为生物质炭气联产炉后的节省利润:

序号

项目

分项

数量

单价

消耗/产出
(天(24h))

消耗/产出
(月)

消耗/产出
(年(10个月))

合计

1

消耗

木片

2000kg/h

0.3元/kg

14400

43.2万元

432万元

432万元

2

产出

生物质炭

400kg/h

0.8元/kg

7680

23.04万元

230.4万元

311.04 万元

木焦油

40kg/h

0.8元/kg

768

2.304万元

23.04万元

木醋液

400kg/h

0.2元/kg

1920

5.76万元

57.6万元

3

实际支出:432-311.04=120.96万元/年

注:使用炭气联产炉以木片为原料会产生副产品,会带来一定的经济效益,所以使用气化炉的后期运行成本就会低很多。
改造成生物质炭气联产炉后实际节省利润:

传统能源

节省后每月的净利润(万元)

节省后每年的净利润(万元)

柴油

288.13万元/月-12.1万元/月=276.03万元/月

28813.万元/年-121万元/年=2760.3万元/年

重油

218.28万元/月-12.1万元/月=206.18万元/月

2182.8万元/年-121万元/年=2061.8万元/年

天然气

177.66万元/月-12.1万元/月=165.56万元/月

1776.6万元/年-121万元/年=1655.6万元/年

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