Annotatsiya: Qayta tiklanadigan toza energiya sifatida biomassani gazlashtirish texnologiyasi jadal rivojlandi.Ushbu maqola biomassani gazlashtirishning asosiy tamoyillari va gazlashtirish jarayonlarining turlarini qisqacha tanishtiradi va asosiy turdagi gazlashtirgichlarning ishlash tamoyillari va afzalliklari va kamchiliklarini yoritadi.Gazlashtirish samaradorligi yuqori, ammo strukturasi murakkab;gazlashtiruvchining xususiyatlarini tahlil qilish biomassani gazlashtirish loyihasini loyihalash va ishlatish uchun etakchi ahamiyatga ega.
kirish
Borgan sari jiddiy global energiya inqirozi va ekologik muhitning vayron bo'lishi bilan biomassa qayta tiklanadigan toza energiya sifatida neft, ko'mir va tabiiy gazdan keyin to'rtinchi yirik resurs bo'lib, katta e'tiborni tortdi.Biomassani gazlashtirish texnologiyasi nafaqat gaz va energiya ishlab chiqarishni ta'minlashi mumkin, balki metanol va ammiakni sintez qilish uchun ham ishlatilishi mumkin.Bu etarli texnik moslashuvchanlik, yaxshi tozalik, yuqori tejamkorlik va yuqori samaradorlikka ega.Butun dunyo mamlakatlari biomassani gazlashtirish texnologiyasi bo'yicha tadqiqotlarni faol ravishda qo'llab-quvvatlamoqda.
1 Biomassani gazlashtirish printsipi
Biomassani gazlashtirish murakkabroq reaksiyalar to'plamidir.Ibratli nuqtai nazardan, uni to'rtta reaktsiya bosqichiga bo'lish mumkin: quritish, piroliz, oksidlanish (yonish) va qaytarilish.
Quritish oddiy jismoniy jarayon bo'lib, asosan 100 dan 150 ° C gacha bo'lgan haroratda sodir bo'ladi va butun jarayon juda ko'p issiqlikni olishi kerak.Harorat 15 ° C dan yuqori bo'lganda, biomassa pirolizga o'ta boshlaydi, uchuvchi moddalar cho'kadi va keyingi reaktsiyalar uchun to'shak hosil qilish uchun ko'mir qoldiriladi.Biomassa pirolizining gazsimon mahsulotlariga CO, CO2, CH4, H2 va boshqalar kiradi, ular kislorod bilan oksidlanish reaktsiyasiga (yonish) o'tadi va juda ko'p issiqlik chiqaradi, quritish, piroliz va qaytarilish reaktsiyalari uchun etarli issiqlikni ta'minlaydi. butun gazlashtirish jarayoni.Doimiy.Oksidlanish reaktsiyasi (yonish) natijasida hosil bo'lgan suv bug'i va CO2 uglerod bilan reaksiyaga kirishib, H2 va CO hosil qiladi va shu bilan qattiq yoqilg'ining gaz yoqilg'iga aylanishini yakunlaydi.Bu jarayon qaytarilish reaksiyasi (endotermik reaksiya).Harorat qanchalik yuqori bo'lsa, reaktsiya shunchalik kuchli bo'ladi.Harorat 800 ° C dan past bo'lsa, reaktsiya asosan turg'un holatda bo'ladi.
2 ta qattiq yotoqli gazlashtiruvchi
Ruxsat etilgan qatlamli gazlashtiruvchida biomassa yoqilg'isi quritish, piroliz, oksidlanish (yonish) va qaytarilishdan o'tadi va yonuvchi gazga aylanadi.Gazlashtirish agentining ta'minot holatiga va yonilg'i qatlamidan oqib o'tish ketma-ketligiga ko'ra, yuqoriga assimilyatsiya turi, pastki assimilyatsiya turi, ko'ndalang assimilyatsiya turi va ochiq turdagi bo'lib, birinchi ikki turdagi gazlashtirgichlar asosan ishlatiladi.
2.1 Yuqori oqimli gazlashtiruvchi
Yuqori assimilyatsiya qiluvchi gazlashtiruvchining reaksiya qatlami yuqoridan pastgacha qurituvchi qatlam, piroliz qatlami, qaytaruvchi qatlam va oksid qatlamidan iborat.Biomassa yuqoridan gazlashtiruvchiga beriladi, avval isitiladi va gaz bilan quritiladi, so'ngra issiqlik bilan pirolizlanadi, ko'p miqdorda uchuvchi moddalar cho'kadi va qattiq uglerod o'z navbatida qaytaruvchi qatlamga va pastdagi oksid qatlamiga kiradi. .Gazlashtirish agenti pastki qismdan etkazib beriladi va birinchi navbatda qattiq uglerod bilan oksidlanish reaktsiyasidan o'tadi, gaz oqimi va yotoqning haroratini tez oshirish uchun issiqlikni chiqaradi va gaz oqimi yonish mahsulotlari bilan to'la.Qaytaruvchi qatlamga kirgandan so'ng, yonish mahsuloti va uglerod qaytarilish reaktsiyasiga kiradi va endotermik haroratni pasaytiradi.Harorat 800 ° C dan pastga tushganda, reaktsiya tezligi sekinlashadi va hatto to'xtaydi.Havo oqimi yuqoriga qarab davom etadi, yonilg'i piroliz va quritish uchun issiqlik beradi.
2.2 Pastga tushadigan gazlashtiruvchi
Pastga tushadigan gazlashtiruvchining reaksiya qatlami yuqoridan pastgacha qurituvchi qatlam, piroliz qatlami, oksidli qatlam va qaytaruvchi qatlamdan iborat.Gazlashtiruvchi vosita beriladigan joyga qarab ikki xil pastga tortuvchi gazlashtirgichlar bo‘ladi: biri o‘rta bo‘yinbog‘li pastga qaratuvchi gazlashtirgich, gazlashtiruvchi vosita esa o‘rta bo‘yinbog‘ning yuqori qismidan beriladi.;Ikkinchisi - oraliq bo'yin qismi bo'lmagan pastga tushadigan gazlashtirgich va gazlashtirish agenti yuqori qismdan beriladi.Pastga tushadigan gazlashtirgichning ishlash printsipi asosan yuqoriga ko'tarilish turi bilan bir xil, faqat yoqilg'ini quritish va piroliz uchun zarur bo'lgan issiqlik quyi oksidli qatlamdan keladi.
3 Suyuqlangan yotoqli gazlashtiruvchi
Suyultirilgan qatlam va sobit to'shakning asosiy gazlashtirish reaktsiyasi mexanizmi asosan bir xil, ammo aniq sobit to'shak yo'q.Hozirgi vaqtda suyuqlashtirilgan to'shakning uchta asosiy turi mavjud: ko'pikli suyuqlikli to'shak, aylanma suyuqlikli to'shak va ikki tomonlama suyuqlikli to'shak.
3.1 Koʻpikli suyuqlikli yotoqli gazlashtiruvchi (BFB)
Koʻpikli suyuqlikli qatlamda gaz tezligi kritik suyuqliklanish gaz tezligidan oshib ketganda, qattiq moddalar suyuqlana boshlaydi, qatlamda pufakchalar paydo boʻladi va zarrachalar yigʻiladigan zich faza zonasi va pufakchalar hukmron boʻlgan suyultirilgan faza zonasi paydo boʻladi.
Olovli korpus nisbatan qalin va semiz, pastki qismi esa aniq to'shak qatlami bo'lgan zich faza maydonidir.Gazlanish reaksiyasi asosan zich fazali sohada sodir bo'ladi.Nozik zarrachali yoqilg'ining havo oqimi bilan zich faza maydonidan olib tashlanishiga yo'l qo'ymaslik uchun pechning yuqori qismi gaz tezligini kamaytirish uchun kengaytiruvchi qism bilan ishlab chiqilgan., bu ham suyultirilgan faza hududida yoqilg'ining reaktsiya vaqtini uzaytiradi.
3.2 Aylanma suyuq qatlamli gazlashtiruvchi (CFB)
CFB gazlashtirgichining o'choq korpusi nozik va nozik bo'lib, yuqori haroratli qattiq zarralarni ajratish va yig'ish va ularni o'choqqa qaytarib yuborish uchun pechning yuqori chiqishiga siklon separator o'rnatilgan.
CFB to'shagi butun konteyner maydonini to'ldiradi va zich faza zonasi va suyultirilgan faza zonasi yo'q.To'shakda zarrachalar kontsentratsiyasini ushlab turish uchun zarur shart - bu aylanib yuradigan qattiq zarralarning yuqori miqdori.Sirkulyatsiya yaxshi bo'lmagandan so'ng, yotoqdagi barcha zarralar puflab ketishi mumkin.Biomassa yoqilg'ilarining yomon suyuqlik xususiyatlari tufayli, CFB gazsifikatorlari, asosan, yordamchi suyuqlik muhiti sifatida qumdan foydalanadilar.
CFB gazlashtiruvchisi ikkita xususiyatga ega: gaz oqimi tezligi yuqori, odatda 4 ~ 7 m / s gacha, yotoq tez suyuqlik zonasida ishlaydi;qattiq zarrachalarning yuqori aylanish tezligi 10 ~ 20 orasida.
3.3 Ikki tomonlama suyuqlashtirilgan yotoqli gazlashtiruvchi (DFB)
Ikkita suyuqlikli yotqizilgan gazlashtiruvchi ikkita suyuqlikli yotoqli pechni qabul qiladi, biri gazlashtiruvchi, ikkinchisi esa yonish pechidir.Biomassa yoqilg'isi gazlashtiruvchiga issiq qum bilan yotoq materiali sifatida qo'shiladi va qum miqdori so'riladi va piroliz reaktsiyasi amalga oshiriladi.Gaz mahsuloti qoldiq uglerod va qumni olib yuradi va ajratgichda ajratiladi.Ajratilgan uglerod qoldig'i va qum qumni isitish uchun yonish pechida havo bilan yondiriladi va issiq qum chiqindi gaz bilan tashiladi va separator bilan ajratiladi va issiq qum gazlashtiruvchiga qaytariladi.DFB gazifikatorining ajoyib xususiyati shundaki, yoqilg'i zarralari suyuqlashtirilgan qatlamning kuchli tashish qobiliyatidan foydalangan holda ikkita suyuq qatlamli pechda tashiladi.
4 Har xil turdagi gazlashtirgichlarning xarakteristikalari
Statsionar gazlashtiruvchi oddiy tuzilishga, xom ashyoning keng moslashuvchanligiga, 100 mm gacha bo'lgan zarrachalar hajmiga, shlaklanishga nisbatan past sezuvchanlikka va past gazli uchuvchi kulga ega, ammo u faqat kichik hajmdagi gazlashtirish operatsiyalari uchun javob beradi va uni masshtablash qiyin. .
Suyultirilgan qatlamli gazlashtiruvchi yuqori gazlashtirish samaradorligi va yuqori kaloriya qiymatiga ega, ammo uning tuzilishi nisbatan murakkab.U yoqilg'ining zarracha hajmi, bir xilligi, suv tarkibi va tabiiy to'planish burchagi bo'yicha ma'lum talablarga ega.Bu cürufga sezgir bo'lib, gaz uchuvchi kul tarkibi Agar ko'p bo'lsa, u changni tozalash va tozalash tizimi bilan jihozlangan bo'lishi kerak.Hozirgi vaqtda keng ko'lamli biomassani gazlashtirish loyihalari asta-sekin bosimli suyuq yotqizilgan gazlashtirish texnologiyasini qabul qiladi.
5 Xulosa
Hozirgi vaqtda global uglerod emissiyasi talablari tobora kuchayib bormoqda va "nol uglerod emissiyasi" xususiyatlariga ega biomassaning ahamiyati tobora ravshan bo'lib bormoqda.Ushbu maqola biomassani gazlashtirish tamoyilini qisqacha tanishtiradi va har xil turdagi gazlashtirgichlarni taqqoslaydi va tahlil qiladi.Ko'rinib turibdiki, sobit to'shak va suyuq to'shak o'ziga xos afzalliklarga ega, ammo suyuq to'shak keng miqyosda ko'proq mos keladi va kelajakdagi rivojlanish yo'nalishi bo'lib, dizayn va ekspluatatsiyaga biroz yo'naltiruvchi ahamiyatga ega. biomassani gazlashtirish loyihalari.
Yuborilgan vaqt: 29-mart-2022-yil