常见生物质气化炉

    二、常见生物质气化炉

    这里主要介绍固定床气化炉和流化床气化炉两种炉型。

    1.固定床气化炉

    （1）下流式固定床气化炉图6-16是下流式固定床气化炉的基本结构和气化反应示意图。生物质原料由炉顶的加料口投入炉内，作为汽化剂的空气由进料口和进风嘴进入炉内。炉内的物料自上而下分为干燥层、热分解层、氧化层、还原层。

    

    

    图6-16　下流式固定床气化炉示意图

    

    

    图6-17　上流式固定床气化炉示意图

    下流式气化炉的优点：①结构比较简单；②工作稳定性好；③可随时开盖添料；④气体中的焦油在通过下部高温区时，一部分被裂解成小分子永久性气体（再降温时不凝结成液体），故出炉的燃气中焦油含量较少。

    下流式气化炉的缺点：①下吸式一般需由缩口加强其燃烧速度，阻力较大，不便于设备的放大；②同时由于炉内的气体流向是自上而下的，而热流的方向是自下而上的，以致引风机从炉栅下抽出燃气要耗费较大的功率；③出炉的燃气中含有较多的灰分；④出炉的燃气温度较高，须用水对其进行冷却。国内大多数生物质气化站都用此种炉型。

    （2）上流式固定床气化炉上流式固定床气化炉的结构与反应过程如图6-17所示。物料自炉顶加料口投入炉内，汽化剂由炉体底部进气口进入炉内参与气化反应，反应产生的燃气自下而上流动。由燃气出口排出。

    优点：①燃气在经过热分解层和干燥层时，将其携带的热量传递给物料，用于物料的热分解和干燥，同时降低其自身的温度，使炉子热效率大大提高；②热分解层和干燥层对燃气有一定的过滤作用，所以出炉的燃气中只含有少量灰分。

    缺点：①添料不方便，对于微型（户用）气化炉，采用间断式加料方式，即一炉料燃尽后打开上盖再加下一炉料。而连续生产则需专门的加料装置，当气闸叶片磨损后，密封不严将导致漏气；②上流式固定床气化炉燃气中含挥发性物质（如焦油蒸气）较多，适用于燃气无需冷却、过滤和远距离输送而直接燃用的场合。

    根据现有的技术特点，不推荐采用户用全气化炉供气，除非焦油捕集方法和技术能取得突破。

    （3）下流式和上流式气化炉的工艺差别①下流式气化炉的炉内气体流动方向是自上而下的，而上流式气化炉则是自下而上的；②下流式气化炉的氧化层在上，还原层在下，而上流式气化炉则相反。

    2.流化床气化炉

    流化床气化炉（图6-18）的反应物料中常掺有精选过的惰性材料（如沙子），在吹入汽化剂作用下，物料颗粒、沙子、汽化剂接触充分，受热均匀，在炉内呈“沸腾”燃烧状态，汽化反应速度快，生产能力大，燃气得率高。炉内温度高而且恒定，焦油在高温下裂解生成气体，因而燃气中焦油较小，但出炉的燃气中含有较多的灰分。同时，流化床气化炉结构比较复杂，设备投资较大。

    

    

    图6-18　流化床气化炉示意图

    

    

    图6-19　循环流化床气化炉示意图

    循环流化床气化炉（图6-19）与单流化床气化炉的主要区别是在燃气出口处设有旋风分离器或袋式分离器，将燃气携带的炭粒和沙子分离出来，返回气化炉中再次参加气化反应。