木质废料燃烧气化炉设备的系统设计.docx

木质废料燃烧气化炉设备的系统设计 王修杰 曾媛摘 要：木质废料是最常见的生物质能源原料之一，为实现木质废料的有效燃烧，对木质废料燃烧气化炉设备的系统设计进行探讨，可为相关的设计人员提供一定的参考价值。关键词：木质废料;生物质气化;气化设备系统1.前言将木质废料、麦秆、稻草等生物质能源原料经过简单的破碎处理后，再送入气化炉中，在欠氧的环境下完成气化裂解，最终得到清洁的可燃性气体。生物质能源原料来源广泛，随着林业加工产业的高速发展，每年产生数以万吨计的木质废料，木质废料成为最常见的一种生物质能源原料。木质废料硫含量与氮含量很低，在燃烧时排出的二氧化硫与氧化氮极少。木质废料的燃烧需要一定的热力学条件，且在气化介质（水蒸气、氧气或空气等）的作用下，使木质废料中的高聚物发生热解、氧化、还原、重整反应，热解产生的焦油能够进一步的进行热裂化或者催化裂化，变成小分子碳氢化合物，最终获得一氧化碳、氢气和甲烷等生物质可燃气体1-3。生物质气化原理如图1-1所示。生物质可燃气属于很清洁的生活和工业燃料中的一种。没有经过净化的生物质气体燃料，就能够直接通过管道输送应用于实际的工业生产窑炉设备中，如炼铜反射炉、坩锅炉、水泥回转炉等对燃料品质要求不是很高的工业窑炉上;生物质可燃气如若经过适当的除尘除焦等一些净化工序之后，能够应用到对燃料品质要求较高的工业窑炉上，比如玻璃窑炉、陶瓷窑炉、热风炉等。木质废料的形态多样，如若直接堆积，将造成环境污染的同时，也造成了严重的资源浪费。近年来，虽有不少开发新型清洁能源的企业对各种生物质气化进行了研究，但是针对专门针对木质废料燃烧的气化炉研究较少，本文拟对木质废料燃烧气化炉设备的系统设计进行探讨。2.木质废料的特性2.1黏附性木质废料中，存在大量的木屑，木屑的形态及其颗粒度多样，木屑粉粒之间存在相互的引力，使得粉尘具有黏附的特性。木屑粉尘黏附的特性易造成气化设备管道产生粉尘积附、堆积，加大了引起设备堵塞的概率，从而对气化系统的运行产生不良的后果。因此在设计木质废料燃烧气化炉设备系统的时候，要考虑木屑粉尘黏附的特性，设计适当的除尘装置。2.2燃烧特性木质废料的燃烧速度非常快，与其他的生物质原料相比，其燃尽率高，是较好的一种生物质燃料。木质燃料元素分析如表2-1所示，其中元素硫的含量为仅在0%0.02%之间，说明木质废料燃烧产生的烟气中几乎二氧化硫产生;元素氮的含量在2.8%3.6%之间，可通过适当的控制气化炉内的燃烧温度以及氧含量，达到氧化氮排放量近似为零。木质废料燃烧产生的烟气通过高效除尘器后排出，烟气的含尘浓度能较好的控制在200mg/L（符合国家标准）。木质废料燃烧后，产出的生物质炭，可被日化行业再利用（如可制作蚊香），还能用于改善土壤（如用来做果园肥料）等用途。木质废弃物燃烧气化能够有效的减少二氧化硫、二氧化碳、氢氧化物等多种大气污染物的排放。对环境保护，减少大气污染环境具有积极的作用，并具有明显的社会效益。3.系统设计参考相关系统设计，并充分考虑木质燃料的特性，本文设计的木质废弃物燃烧气化炉设备的系统如图3-1所示。生物气化炉的系统主要组成包含4：上料传送设备、储料仓、进料螺旋给料机、气化炉本体、风机、自控仪表、旋风除尘设备。上料传送设备，用于木质废料的上料传送，要充分考虑上料传送的稳定性，应优先选择性能较为稳定的皮带式传送机;储料仓，用于储料，储料仓应有记料的功能，且至少能够储存6小时用量的木质废料，以确保燃烧能够不间断的连续进行;燃料自动连续进料装置，优先选用调速电机控制，以确保进料稳定，且能够根据实际需要调节进料量，在加料过程中就不容易出现脏、乱、差等不好的现象;气化炉本体，气化炉本体是整个系统的核心设备，燃料在该设备中高温裂解、气化，最终转变为高温的生物质可燃气体;风机，用于提供气化所需要的空气;自控仪表，相当于人的大脑，是整个气化系统的控制神经，用来控制系统的正常运行、生产跟踪、系统的故障报警与分析;高效的旋風除尘装置，避免了粉尘造成堵塞，还能处理生物质燃气，确保干净的燃气进入窑炉。4.结语本文充分考虑到木质废料的特性而设计的气化系统，可为相关的气化设备系统的设计提供一定的思路以及参考。参考文献：1 黄思维，周定国.木屑制造颗粒状燃料的初步研究J.林业科技开发，2012（06）：81-84.2 周玉申.木粉屑的处理与利用J.木材加工机械，2001（04）：17-22.3霍丽丽，赵立欣，郝彦辉，等.国内外生物质成型燃料质量标准现状J.农业工程学报，2020，36（09）：245-254.4王飞阳.锅炉燃用木屑技术设计可行性分析J.2013（29）：54-55.科学与财富2021年25期科学与财富的其它文章城市生活空间公共艺术设计研究公路工程施工现场安全管理措施研究快速掘进专业化队伍在3下223运输巷创标期间的应用初中英语精读教学分析医院档案信息化建设中的信息安全管理效果外语教育中大学生文化自信培养研究：现状及课题 -全文完-