生物质热解气化供气 - 重庆锋渝电气有限公司
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生物质热解气化供气


                                     生物质热解气化供气成套设备


生物质气化技术

生物质气化原理

生物质气化是指将生物质原料(柴薪、锯末、麦秆、稻草等)压制成型或简单破碎加工处理后,送入气化炉中,在欠氧的条件下进行气化裂解,从而得到的可燃气体,根据应用需要有时还要对产出气经行净化处理从而得到优质的产品气。

生物质气化原理是在一定的热力学条件下,借助于气化介质(空气、氧气或水蒸气等)的作用,使生物质的高聚物发生热解、氧化、还原、重整反应,热解伴生的焦油进一步热裂化或催化裂化成为小分子碳氢化合物,获得COH2CH4等气体。

由于生物质由纤维素、半纤维素、木质素、惰性灰等组成,含氧量和挥发份高,焦炭的活化性强,因此生物质与煤相比,具有更高的气化活性,更适合气化。生物质气化主要包括气化反应、合成气催化变换和气体分离净化过程(直接燃用的不用分离净化)。

生物质气化反应原理如图2-1所示:


001.png


生物质气化化学反应式(以空气为气化介质):

CH1.4O0.6+0.4O2+1.5N2=0.7CO+0.3CO2+0.6H2+0.1H2O+(1.5N2)

生物质气化的主要参数:

1)当量比:

理论最佳当量比为0.28,由于原料与气化方式的不同,实际运行中,控制的最佳当量比在0.2~0.28之间。

2)气体产率:

流化床气化炉的气体产率约为1.92.3Nm3/kg

3)气化效率:

生物质燃料气化活性高,气化效率高,可达90%以上。

4)气体热值:

根据生物质原料的不同,所产生物质气的热值不同,参考《生物质燃气的成分分析表》1所示为各种原材料的生物质燃气成分表:

       2-1                                 生物质燃气的成分分析表

燃料

H2

%

CO2%

O2

%

CH4

%

CO

%

CnHm

%

N2

%

Hg

kJ/m3

玉米芯

20.0

13.0

0.9

2.3

17.0

0.2

46.6

5317.6

茶壳

13.01

7.9

2.2

3.75

22.4

0.2

50.59

5298.5

木屑

13.76

10.5

0.4

4.04

23.4

1.0

46.9

6085.7

棉柴

11.5

11.6

1.5

1.92

22.7

0.2

50.58

4915.5

花生壳

21.0

17.6

0.8

2.1

15.5

0.9

42.1

5819.4

 

       2-2                   几种典型燃气及燃-空混合气热工性质对比

气体种类

气体低位热值(kJ/m3

理论空气量(m3/m3

理论燃烧温度(

-空混合气低位热值(kJ/m3

天然气

36586

9.64

1970

3438

焦炉煤气

17615

4.21

1998

3381

混合煤气

13858

3.18

1986

3315

发生炉煤气

5735

1.19

1600

2618

沼气

21223

5.56


3191

秸秆生物质气

5316

0.9

1810

2798

 

生物质可燃气的优点

1)生物质可燃气除具有生物质燃料的一般特点外,还具有以下优点:

2)环保清洁型气体燃料;

3)燃烧特性好,燃尽率高;

4)含硫量极低,仅为燃料油的1/20左右,不用采取任何脱硫措施即可达到环保要求;

5)含氮量极低,燃烧时不用采取任何脱硝措施即可达到环保要求;

6)燃气含灰量低;

7)“0”排放:生物质燃烧排放的CO2与其在生长过程中吸收的CO2相同,且替代了化石能源,减少了净排放,根据《京都议定书》机制,生物质燃料CO2为生态“0”排放。

生物质可燃气的热值、主要成分、燃烧产物

1)生物质气体燃料的热值:一般为58MJ/m3

2)生物质气体燃料的成分:其主要可燃成份为COH2CH4和一些C2H4高分子碳氢化合物及少量焦油;

3)生物质气体燃料的燃烧产物:生物质气体燃料是一种可再生的环保清洁型能源,硫含量很低,主要燃烧产物为CO2H2ON2

生物质可燃气的应用

生物质可燃气,即将生物质原料在生物质气化炉中通过高温气化,转化为生物质可燃气,替代燃料油或天然气应用于钢铁窑炉、玻璃窑炉、陶瓷窑炉等。

生物质可燃气的品质优于现在工业用的煤转气(水煤气)基本相当,含尘量和焦油含量更低、更环保。

生物质可燃气是一种非常清洁的生活和工业燃料,未经净化的生物质气体燃料可以直接通过管道输送应用到扎钢加热炉、炼铜反射炉、坩锅炉、工业锅炉及水泥回转炉和耐火材料隧道窑等燃料品质要求较低的工业窑炉上。经过除尘除焦等净化工序后,其应用范围可推广到陶瓷窑炉、玻璃窑炉、热风炉和电厂等燃料品质要求较高的工业窑炉上。

工艺描述

生物质气化技术是我公司自主开发的新型生物应用技术。生物质气化系统主要工艺流程如图所示:

002.png

锋渝生物质气化炉供气工艺流程图

 

生物质气化炉参数表

型号

GDC-2

GDC-4

GDC-6

GDC-10

GDC-15

配套燃气锅炉(吨)

2

4

6

10

15

产气量(m³/h

1400~1500

2800~3000

4000~4500

6000~7000

9000~10000

原料消耗量(t/h

0.5~0.6

1~1.2

1.5~1.8

2.5~3

3.8~4.5

热值(Kcal/Nm³)

1000~1300

燃气输送温度(℃)

<100

适用原料

木片,竹片,稻壳,秸秆,果壳等生物质原料

 

生物质气化炉的优势与核心技术

1)进料,出灰,反应,应用实现自动化控制,不会出现生物质直燃的脏、乱、差现象;

2)所生产的生物质燃气,气体干净无焦油,燃烧排放尾气环保达标;

3)生物质气化与生物质颗粒料和天然气等传统化石燃料相比,具明显的经济型优势;

4)生物质气化炉气化过程中,炉内为常压,安全可靠;

5)在气化炉生产时,不会排放任何烟气、废水,产生的炭,仍有经济价值,经过密封装袋出售。

 

生物质能源经济性优势

 

       3-1                                 生物质气化供气技术应用

项目

生物质气化炉

锅炉

燃煤锅炉

优质

燃油锅炉

优质

燃气锅炉

优质

导热油炉

优质

热风炉

塔式烘干炉

优质

回转烘干炉

优质

干燥炉

优质

金属窑炉

熔铝炉 

优质

熔铜炉

优质

熔锡炉

优质

钢铁加热炉

优质

钢铁退火炉

优质

陶瓷窑

陶瓷窑

优质

耐火材料烧结窑

优质

砖瓦烧结窑

优质

玻璃窑

干锅窑

优质

马蹄焰玻璃窑

优质

横火焰玻璃窑

优质

玻璃退火窑

优质

 


       3-2                             排放对比表(6t/h蒸汽锅炉)

项目

生物质颗粒

天然气

0#柴油

重油

生物质气化

燃料热值kcal/kgkcal/Nm3

4100

8,600

10,200

9,640

5500

4100

气化系统效率(%)

85

含碳量(%)

≤0.11

≤0.15

≤0.2-0.3

≤1.11-1.8

≤0.2

NOxmg/ m3

220

248

330

300

400

140

SO2mg/ m3

300

48

280

300

300

48

烟尘mg/ m3

46

16

50

47

80

18

价格/吨、元/m3

900

4

4500

3500

470

420

节约燃料费用%

37%

61%

55%

52%

-27%

备注:以上数据基于6吨锅炉,年生产11个月。

+

 


 



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