无焦油秸秆气化炉的研发与应用

电大理工2012年9月Study of Science and Engineering at RTVU.第3期总第252期无焦油秸秆气化炉的研发与应用刘明义吴长有刘金堂营口市虹信节能燃具开发有限公司(营口115000)摘要研制的无焦油秸秆气化炉能够将焦油在炉内二次燃烧，增加秸秆热值，同时又不会出现二次污染，具有国内领先水平，有较强的竞争力.该产品由于具有自主知识产权，技术先进，具有普通秸秆气化炉不可比拟的优点，产品进入市场就得到众多用户认可。在此基础上，公司将进一步加大产品研发力度，逐步开发大型秸秆气化炉，并形成系列产品，以满足市场不同领域、不同用户的需求。关键词无焦油秸秆气化炉 二次燃烧 .技术先进据相关资料统计,我国绝大多数居住在广大2亿多台。因此，秸秆气化炉有着巨大的潜在市乡村和小城镇的农民，能源消耗量的80%以上场和开发前景。目前，我国秸秆气化炉制造商比主要是直接燃烧生物质能源产生的,而且越往西较多，秸秆气化炉技术水平在不断进步，市场需部地区生物质能耗所占比重越大。在经济落后的求量逐年上升。秸秆气化炉的研发将对我国节能偏远山区，生物质能源更是农村居民的主要能减排事业做出巨大贡献。源，开发研究高效的家用生物质气化炉。以向用户供应炊事燃气取替煤气罐,冬季取暖取替煤碳1 秸秆气化炉国内外研发现状为主要目的。以分散的用户应对分散的资源为方生物质能利用在美国、瑞典和奧地利等国家法，对提高偏远地区农民的生活水平,寻求生物的基本能源消费中，已分别占到40%、16%和质资源利用的新模式，改变农村燃料结构，改进10%。在欧盟国家中，开发利用的所有新能源和农民炊事方式，对消除污染，减少有害气体排放可再生能源中，生物质能源已占59.6%。国外生具有十分重要意义。物质气化装置一般规模较大， 自动化程度高,工家用秸秆气化炉是面对居住在广大乡村和艺较复杂，以发电和供热为主。如加拿大摩尔公小城镇居民的新型环保节能产品。家用秸秆气化司设计和研发的固定床式气化装置,加拿大通用炉以农作物秸秆、农林废弃物为主要气化原料。燃料气化装置有限公司设计制造的流化床气化家用秸秆气化炉成本不高，使用成本更低。对农装置,美国标准固体燃料公司设计制造的炭化气民来说,这是一项继沼气技术后最值得推广的技化术煤气发生系统,法国茵贝尔特能源公司制造术。该技术在农村的应用前景广阔，在改变农村的下引式气化炉内燃机发电机组系统等,气传统炊事习惯，减少农民生活开支，提高农民生化率可达60%-90%.可燃气执佰为1 7~2.5X 103活质量等方面，具有较大的推广价值。按我国目KJ/m'.目前,中国煤化工国家有..CNMHG前农村近9亿人口，平均4口之家，全国约有瑞典、意大利、天国、么国守。天国进年来在生2.2亿户，如果全部使用秸秆气化炉的话，需要物 质热解气化技术方面有所突破,研制出了生物. .2.电大理工总第252期质综合气化装置一燃气轮机电系统成套设备, 为同时沉降去除多种杂质的目的。在河南新郑市高大规模发电提供了样板。班庄和官刘庄两个秸秆气化示范点边行运行试从80年代初开始，经过20多年的努力，我验,达到了预期的目标，已通过了专家技术鉴定。国生物质气化技术日趋完善。我国自行研制的生物质气化集中供气系统和户用气化炉产品已进2目 前国内外秸秆气化炉存在的缺点和问题入实用化试验及示范阶段，形成了多系列的炉目前国内外秸秆气化炉普遍存在的问题和型，可满足多种原料的气化要求，在生产生活用缺点如下。能、发电、干燥、供暖等领域得到了利用。其主(1)生物质在气化成可燃烧气体的过程中产要成果有:中国农业机械化科学研究院研制的生的焦油，容易粘附和腐蚀秸秆气化炉的炉体，ND系列生物质气化炉，其中ND-600型气化炉影响生物质气化和炉体的使用寿命,需要经常清已进行较长时间的生产运行，取得一-定 的效益;除，非常麻烦。江苏吴江县生产的稻壳气化炉,利用碾米厂的下(2)普通的秸秆炉产生的可燃气在通过输出脚料稻壳气化驱动发电机组,功率可达160 kW,管路输出时，为了避免堵塞管路时，通常采用户已达到实用阶段;中科院广州能源所对上吸式生外净化装置净化焦油、灰分、水分等,净化效果物质气化炉的气化原理、原料反应性能作了大量差,输气管路和燃具也容易堵塞,清理十分困难，试验，研制出GSQ型气化炉;山东省科学院能而且净化器的污水往往对环境造成二次污染。源研究所研制的XFL系列下吸式秸秆气化炉在国外正在研究的焦油裂解新技术主要有:农村集中供气应用中获得了一定的社会效益和(1)具有内部裂解气预烧的下吸式气化炉。它经济效益;大连市环境科学设计研究院利用研制在气化炉中心有一个独立的燃烧室,裂解气进入的LZ系列生物质干馏热解气化装置建成了可为燃烧室内燃烧，通过调整裂解气循环流量与空气1000户农民提供生活用燃气的生物质热解加工流量之比，焦油差不多完全转化。厂;云南省研制的QL-50.60型民用生物质气化(2)BTG采用一项新颖的技术，将逆流操作炉已通过技术鉴定并在农村进行试验示范。反应器用于燃气净化,焦油裂解反应器采用绝热近年来,我国已将煤气化技术引入到生物质的填充床，.上下充满惰性铝土矿，中间为燃烧后气化方面来,如沸腾流化床技术可用于细粒状的的白云石，与传统的通过部分裂解气氧化燃烧的生物质气化,克服了此类原料在固定床连续加料气体净化相比，该工艺系统简单，裂解温度高,的困难。在气化、净化技术方面，辽宁省能源研能量需求低，而焦油转化率高。这种工艺的缺点究所与意大乎科研人员合作研制出填料式旋风是需要精密、密封好、能耐高温的切换阀门。除尘器，其原理是:大颗料飞灰在旋风离心力作(3)两段净化系统，从气化炉出来的气体先进用下被分离，轻质飞灰为填料所捕集,比采用的入一个装有白云石的固定床焦油裂解器,接着进金属填料冷却效果好，可降低产出气的温度。减入含镍基催化剂的催化床，通过两次净化,焦油轻后级净化设备的负担沉重;河南农业大学设计含量最终达到1-100 mg/Nm3.尽管在生物质气出的YN04型生物质燃气脱焦机样机,把生物质化过程中采取各种措施控制焦油的含量,气化气燃气快速冷凝到一-定温度,在冷却的过程中，利中焦油的含量中国煤化工所以对焦用生物质燃气中所携带的固体颗粒(灰尘)作为油进行有效的TYHCNMHG气化气必焦油和水蒸汽的凝结核，加大焦油、水蒸汽及灰不可少的过程，其中焦油的催化裂解是目前国内尘的颗粒直径，以达到利用物理悬浮分离方法，最有效，最先进的办法。使用裂解催化剂，降低第3期刘明义等:无焦油秸秆气化炉的研发与应用了焦油裂解温度(约750 900 °C)， 并提高转化3. 2无焦油秸秆气化炉的主要创新点效率，使焦油在很短时间内裂解率达99%以上,①采用了料筒复合内胆，内胆由内外金属板这样就既可提高生物质能源的利用率,又能彻底形成夹层，在夹层内充填耐火保温材料,内坦不消除二次污染，是很有发展前途的除焦技术。国易结灰，能够提高使用寿命至十年以上;②设有外对催化裂解的研究主要集中于白云石和镍基燃气净化分离管,能够使产生的可燃气通过净化催化剂，而我国现在在该领域的研究非常欠缺。分离管析出焦油,焦油重新进入氧化层，得到二次充分燃烧，增加热值,使洁净的可燃气进入输3新型无焦油秸秆气化炉创新点气管路，达到输出的可燃气几乎不含焦油;③闷营口市虹信节能燃具开发有限公司自主研火过程采用炉体密封，配有压力安全阀。发生产的无焦油秸秆气化炉从2007年10月开始.该项新产品技术通过省科技情报研究所查研发。研发人刘明义先生在对市场进行充分调研新检索结论是:国内外分别已有无焦油或红外线的基础上,借鉴了国内外户用秸秆气化炉的各项秸秆气化炉的文献报道，,本委托单位研制的“无技术，自主研发了该项技术,开发出无焦油秸秆焦油红外线秸秆气化炉”未见国内文献报道。气化炉新产品,现已完成中试,产品试销省内外。3. 1研制的主要内容4产品的应用与市场竞争优势(1)普通的秸秆气化炉炉体内都是直接用耐目前国内生产户用秸秆气化炉的企业较多，火材料做衬里，容易受焦油等沾附及腐蚀,需要市场竞争压力较大,很多企业的产品由于技术落经常清除，影响炉体的使用寿命。本公司的产品，后，主要技术指标达不到规定要求，产品没有竞使用内外双层金属板材,夹层内充填隔热保温材争力,造成部分企业停产。技术比较先进的产品料的炉胆，内壁光滑，不易沾附杂物，使用寿命是采用炉外增设净化装置，进行焦油净化处理,长。焦油的热值没有得到利用，同时处理过程中排出(2)普通的秸秆气化炉产生的可燃气通过输的污水还会对环境造成二次污染。因此，市场需出管路输出，通常采用炉外净化装置净化焦油、求量不大，产品缺乏竞争力。但是比较好的产品灰分、水分等，净化效果差，输气管路和燃具容市场需求还是很大，随着国家政策支持和鼓励，易堵塞,清理困难，净化器的污水往往造成对环生物质能源的开发利用是一项具有非常意义的境的二次污染。本公司的产品，一次产生的可燃项目，前景十分广阔。气将自动导入净化分离管,能够将其中的焦油析秸秆气化炉在我国的市场潜力是巨大的，其出并重新进入氧化层,使焦油得到二次充分燃烧主要用途有以下几个方面。或裂解，变成可燃气，不仅增加了热值，而且输.(1)烘干:木材、烟草、茶叶、橡胶、粮食、出的可燃气几乎不含有焦油。食用菌、中药材、果蔬脱水平;(3)闷火过程采用炉体全部密封,保持闷炉时(2)供热供暖:种植大棚、暖房、养殖保温、间的延长，当炉内压力过高时，配有过压安全阀居民采暖;会自动泄压，保证气化炉安全。(3)供气:集体炊事、热水洗浴、有条件地(4)炉体.上部装有螺旋杆,带动炉内的料面压区村镇居民供中国煤化工盘，使炉内料保持紧密，不会出现架空现象,产(4)高温MHCN M H G等烧制业生的可燃气稳定。等应用领域十分广泛。。(责任编辑:文婷).