三牛氣體增壓泵應(yīng)用于生物質(zhì)氣化是指生物質(zhì)氣化原料 (如秸稈、木屑、稻殼等)壓制成型或經(jīng)簡單的破碎干燥加工處理后，
在欠氧條件下，送入氣化爐中進(jìn)行氣化裂解，即在一定的熱力學(xué)條件下，借助于部分空氣 (或氧氣)、水蒸氣的作用，使生物質(zhì)的高聚物發(fā)生熱解、氧化、還原、重整反應(yīng)，
熱解伴生的焦油進(jìn)一步熱裂化或催化裂化為小分子碳?xì)浠衔?，獲得含CO、H2和CH4的可燃?xì)怏w并進(jìn)行凈化處理而獲得產(chǎn)品氣的過程。
20世紀(jì)70年代，Gahly等首次提出了將氣化技術(shù)用于生物質(zhì)這種含能密度低的。生物質(zhì)氣化是生物質(zhì)轉(zhuǎn)化過程最新的技術(shù)之一。生物質(zhì)原料通常含有70℃～90℃揮發(fā)分，這就意味著生物質(zhì)受熱后，在相對較低的溫度下就有相當(dāng)量的固態(tài)燃料轉(zhuǎn)化為揮發(fā)分物質(zhì)析出。由于生物質(zhì)這種獨特的性質(zhì)，
氣化技術(shù)非常適用于生物質(zhì)原料的轉(zhuǎn)化。不同于完全氧化的燃燒反應(yīng)，氣化通過兩個連續(xù)反應(yīng)過程將生物質(zhì)中的碳的內(nèi)在能量轉(zhuǎn)化為可燃燒，生成的高品位的燃料氣既可以供生產(chǎn)、生活直接燃用，
也可以通過羅茨風(fēng)機(jī)增壓內(nèi)燃機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電，進(jìn)行熱電聯(lián)產(chǎn)聯(lián)供，從而實現(xiàn)生物質(zhì)的高效清潔利用。生物質(zhì)氣化的一個重要特征是反應(yīng)溫度低至600～650℃，因此可以消除在生物質(zhì)燃料燃燒過程中發(fā)生灰的結(jié)渣、團(tuán)聚等運行難題。
生物質(zhì)氣化采用的技術(shù)路線種類繁多，可從不同的角度對其進(jìn)行分類。根據(jù)燃?xì)馍a(chǎn)機(jī)理可分為熱解氣化和反應(yīng)性氣化，其中后者又可根據(jù)反應(yīng)氣氛的不同細(xì)分為空氣氣化、水蒸氣氣化、氧氣氣化、
氫氣及其這些的混合物的氣化。根據(jù)采用的氣化反應(yīng)器的不同又可分為固定床氣化、流化床氣化和氣流床氣化。另外，還可以根據(jù)氣化規(guī)模的大小、氣化反應(yīng)壓力的不同對氣化技術(shù)進(jìn)行分類。在氣化過程中使用不同的氣化劑、采取不同的運行方法以及過程運行條件，可以得到三種不同質(zhì)量的氣化產(chǎn)品氣。三種類型的氣化產(chǎn)品氣有著不同的熱值(CV)：低熱值(LowCV)4～6MJ／Nm3(使用空氣和蒸汽／空氣)；中熱值(MediumCV)l2～18MJ／Nm3(使用氧氣和蒸汽)；高熱值(HighCV)40MJ／Nm3(使用氫氣或者是氫化)。
2生物質(zhì)氣化反應(yīng)爐
生物質(zhì)氣化按照使用的氣化器類型不同分為固定床氣化和流化床氣化兩種。氣流床氣化對于入爐顆粒粒度要求細(xì)(一般要求小于0．4mm)，對于生物質(zhì)而言，要滿足氣流床的氣化的粒度要求還有許多技術(shù)及經(jīng)濟(jì)難題需要解決。
2．1生物質(zhì)固定床氣化爐
固定床是一種傳統(tǒng)的氣化反應(yīng)器，其運行溫度一般在1000C左右。固定床分為逆流式(Counter～current)、并流式(Concurrent)。如圖1、2所示。逆流式氣化爐是指氣化原料與氣化介質(zhì)在床中的流動方向相反。而并流式氣化爐是指氣化原料與氣化介質(zhì)在床中的流動方向相同這兩種氣化爐按照氣化介質(zhì)的流動方向不同又分別稱為上氣式、下氣式氣化爐。下面對上氣式固定床生物質(zhì)氣化爐的運行
工藝作簡單介紹。
在上氣式固定床氣化爐中，生物質(zhì)原料從氣化爐的上部的加料裝置送入爐內(nèi)，整個料層由爐膛下部的爐柵支撐。氣化劑從爐底下部的送風(fēng)口進(jìn)入爐內(nèi)，由爐柵縫隙均勻分布并滲入料層底部區(qū)域的灰渣層，氣化劑和灰渣進(jìn)行熱交換，氣化劑被預(yù)熱，灰渣被冷卻。氣化劑隨后上升至燃燒層，在燃燒層氣化劑和原料中的碳發(fā)生氧化反應(yīng)，放出大量的熱量。可使?fàn)t內(nèi)溫度達(dá)到1000℃，這一部分熱量可維持氣化爐內(nèi)的氣化反應(yīng)所需熱量。氣流接著上升到還原層，在燃燒層生成的CO2還原成CO；氣化劑中的水蒸氣分解，生成H2和CO2這些與氣化劑中未反應(yīng)部分一起繼續(xù)上升，加熱上部的原料層，使原料層發(fā)生熱解，脫除揮發(fā)分，生成的焦炭落人還原層。生成的氣體繼續(xù)上升，將剛?cè)霠t的原料預(yù)熱、干燥后，進(jìn)入氣化爐上部，經(jīng)氣化爐氣體出口引出。
2．2流化床生物質(zhì)
燃燒是一種先進(jìn)的燃燒技術(shù)，應(yīng)用于生物質(zhì)燃燒上已獲得了成功，但是用于生物質(zhì)氣化仍是一個新課題。與固定床相比。流化床沒有爐柵，一個簡單的流化床
由燃燒室、布風(fēng)板組成，氣化劑通過布風(fēng)板進(jìn)人流化床反應(yīng)器中。按氣固流動特性不同，將流化床分為鼓泡流化床和循環(huán)流化床，如圖3所示。鼓泡流化床氣化爐中氣流速度相對較低，幾乎沒有固體顆粒從流化床中逸出。而循環(huán)流化床氣化爐中流化速度相對較高，從流化床中攜帶出的顆粒在通過旋風(fēng)分離器收集后重新送人爐內(nèi)進(jìn)行氣化反應(yīng)。流化床氣化爐有良好的混合特性和較高的氣固反應(yīng)速率。
在生物質(zhì)氣化過程中首先通過外加熱到運行溫度，床料吸收并貯存熱量。鼓人氣化爐的適量空氣經(jīng)布風(fēng)板均勻分布后將床料流化，床料的湍流流動和混合使整個床保持一個恒定的溫度當(dāng)合適粒度的生物質(zhì)燃料經(jīng)供料裝置加入到流化床中時，與高溫床料迅速混合，在布風(fēng)板以上的一定空間內(nèi)激烈翻滾，在常壓條件下迅速完成干燥、熱解、燃燒及氣化反應(yīng)過程，使之在等溫條件下實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化，從而生
產(chǎn)出需要的燃?xì)?。床料本身的較高的熱容量像一個熱量詞速器，可使生物質(zhì)氣化爐在停爐一整夜后無需外在熱量情況下重新開車。由于床料熱容大，即使水分含量較高的也可直接氣化。通過控制運行參數(shù)可使流化床床溫保持在結(jié)渣溫度以下，床層只要保持均勻流化就可使床層保持等溫，這樣可避免局部燃燒高溫。流化床氣化爐氣化強(qiáng)度高，人爐的燃料量及風(fēng)量可嚴(yán)格控制，非常適合于大型的工業(yè)供氣
系統(tǒng)，且燃?xì)獾臒嶂悼稍谝欢ǖ姆秶鷥?nèi)任意調(diào)整。因此，流化床反應(yīng)器是生物質(zhì)氣化轉(zhuǎn)化的一種較佳選擇，特別是對于灰熔點較低的生物質(zhì)。
