Liu Junwei 1Remington 1, Liu Jingwei 2Li Zifeng 1, Yang Shuhua1
(1. Institut de recherche énergétique, Académie des sciences du Henan, Zhengzhou 450008, Chine, 2. 1 Middle School, ville de Chengguan, comté de Fugou, province du Henan, 461300)
Résumé: Le nouveau design des particules de taille moyenne contretirage gazéificateur pour le système d'énergie de la biomasse, l'étude expérimentale pour un utilisateur a réellement besoin de fournir une relation particulière entre le volume d'air et la taille de l'incendie, l'intensité de la gazéification de la biomasse entre densité. La relation et le mode de démarrage le plus rapide, la meilleure façon de sceller le feu et d'autres tests, les résultats des tests pour le gazogène pour fournir un fonctionnement efficace et améliorer encore la base.
gazéification de la biomasse - Système de combustion à l'aide du premier mode de réalisation du brûleur de gazéification utilisant un combustible de biomasse, la partie de combustion du gaz de combustion de la biomasse, et donc ne produit pas de fumée de combustion suffisante, aucun dispositif d'enlèvement de poussière, et la plage de réglage de charge , la livraison peut également être stocké, commodément flexible. utilise typiquement combustion directe de chaudières de biomasse, du carburant est typiquement seulement 15% d'efficacité thermique, en utilisant un brûleur de gazéification de la biomasse 2, étant donné que la biomasse peut être suffisamment gazéifié, les cendres faible teneur en carbone résiduel art, l'efficacité d'utilisation des ressources de la biomasse peut être augmentée à environ 70%. gazéificateur courant descendant est un appareil de gazéification de la biomasse traditionnelle peut être prévue pour les petites production d'énergie, il est également approprié pour le chauffage domestique, qui est caractérisé par relativement conformément aux conditions nationales de la Chine, il y a une bonne perspective, bien sûr, cela signifie qu'il ya encore beaucoup de lacunes et insuffisances, doivent être améliorés et mis au point. ce document concevra une nouvelle gazéification dans une base conventionnelle downdraft gazogène Poêle, et le mettre avec le dispositif à gaz pour former un système de combustion complet de l'énergie de la biomasse, le gaz certains des principaux paramètres de fonctionnement de l'essai pour explorer les mesures pour atteindre l'effet désiré.
1 conception de système
1.1 caractéristiques de la gazéification
Utilisation downdraft gazéificateur, des particules de combustible de gazéification de haut en bas pour former une couche sèche, la couche d'oxyde, une couche de réduction, une couche de cendres: au voisinage de l'orifice d'admission, en raison de l'air primaire suffisante pour former une couche d'oxyde, mais la matière volatile a été déposé des particules non brûlées formées dans la couche de réduction inférieur; parties précipitées combustible particulaire par volatilisation, l'oxydation, la réduction et le procédé de cendres analogues, éventuellement brûler la chaux comme le produit de la réaction, le carburant coule progressivement vers le bas par le gaz généré. cendres de grille délivrée au conduit par l'intermédiaire de la bascule, dans un silo de cendres de gazéification périodique. pendant le fonctionnement, la couche de réaction stable est formée une garantie pour la production de gaz de gazogène normal. four affecte non seulement l'efficacité de l'isolation thermique du système, Mais a également joué un rôle décisif dans le démarrage rapide et le fonctionnement régulier du gazogène[1, 2].
1.2 Structure et paramètres
Downdraft gazéificateur manière classique en utilisant la ventilation, le fonctionnement du gazéificateur à une pression négative, étant donné que le nombre d'espèces acides contenues dans les gaz chauds produits par la gazéification, susceptible de provoquer la corrosion de la turbine, et une forte teneur en goudron du gaz, susceptible de causer Afin d'empêcher le blocage du pipeline, le nouveau gazéificateur adopte le mode de pression positive pour changer la ventilation au ventilateur, tandis que le port d'alimentation ouvert est changé pour rendre l'air plus étanche. un port de huit ports, d'éviter l'exécution de scorification gazéificateur affecte la couche d'oxyde. isolant trois couches, la couche la plus intérieure réfractaire, la perlite intermédiaire, puis recouvrir la couche d'isolation externe de four de peinture, peut être vaporisée la température du four a été maintenue à la surface de 50 ℃. le système se compose du brûleur de gazéification du gazogène, des pipelines, des brûleurs à gaz et armoire de commande, pour empêcher la précipitation de goudron de gaz, des canalisations enveloppées d'un matériau isolant est également représenté sur la figure 1 Paramètres liés au gazogène dans le tableau 1.
1.3 performance de l'appareil et l'utilisation des résultats
Dispositif de gazéification de la biomasse de conception nouvelle, après l'exécution du test, les résultats ont montré de bonnes performances, en particulier avec la technologie de haute température et de la technologie d'isolation de gaz de combustion directe, un rendement thermique élevé, le processus de gazéification est pas de gaz de nettoyage goudron précipité plus comme un pot de chauffage, Poêle, le combustible de la chaudière est très approprié pour l'environnement urbain des hôtels urbains supérieurs, des maisons d'hôtes, du bain et d'autres industries.
(1) l'utilisation du combustible de biomasse de haute efficacité thermique Cette conception de l'appareil mis au point à gaz pour la production de gazéification, l'utilisation de la technique de combustion directe, et peut donc purification pas cool, gaspillant ainsi de l'énergie thermique est fortement réduite, le rendement thermique peut être de 75% ou plus, que la moyenne Gazogène supérieur à 20%, le pouvoir calorifique du gaz supérieur de plus de 30% au gazéifieur moyen.
(2) opération stable Conditions de fonctionnement de l'usine de gazéification stables, résultant en une composition de gaz stable et valeur calorifique.
(3) commencer rapidement, un long moment pour alimenter le dispositif de gazéification démarrer rapidement, vous pouvez commencer dans les 3 minutes est terminée, plus on peut être la plus longue utilisation continue des matériaux 4h.
(4) contrôler la quantité de réglage de l'air d'alimentation commode et la production de gaz a une bonne linéarité sur une large gamme, la production de gaz peut être commandé directement par le réglage de la quantité d'air d'alimentation, le système de commande conçu pour faciliter un fonctionnement simple et fiable.
(5) peut être avantageusement complété à l'intérieur de Fenghuo Fenghuo, étant donné que l'appareil de gazéification dans la conception d'une isolation renforcée, moins de perte de chaleur après un temps d'arrêt. Fenghuo peut durer pendant plus de 5 jours.
(6) des moyens de séparation agencés pour faciliter les installations de gazéification et de gaz, peut être utilisé pour la distance (moins de 30 m de) la canalisation au moyen d'un brûlage moyen de distribution de gaz de gazéification de gaz. Selon les besoins de l'utilisateur, un gazéificateur peut également être Conduit par deux tuyaux deux équipements de combustion.
(7) pas de goudron de pollution secondaire, rendement de combustion élevé de vaporisation pour refroidir le gaz sans purification, de goudron conjointement avec le gaz de combustion, et donc à améliorer non seulement la valeur de chauffage du gaz, et d'éviter le colmatage du gazoduc, apporte goudron La pollution secondaire a été résolue.
2 Analyse expérimentale d'optimisation opérationnelle
Afin d'obtenir des résultats de fonctionnement optimal du système, et fournir une référence pour un système amélioré, le groupe de recherche en utilisant la méthode d'essai, la relation entre la quantité de dispositif d'alimentation en air frais et la conception et le développement de la taille gazéificateur de feu, la densité et la gazéification de la biomasse relation entre l'intensité et le gaz de gazéification du rapport produit par rapport d'équivalence de l'air des composants a été étudié et discuté en commençant par le meilleur mode Fenghuo test employé par le combustible particulaire fabrication de tiges de maïs, l'air d'alimentation par les racines fournissant ventilateur, le débit d'air a été mesuré par un rotamètre, l'efficacité de la gazéification du feu et de la force mesurée par le procédé avec un solde positif, à savoir le rapport de l'utilisation efficace de la quantité d'entrée de chaleur de gaz de gazéification du gazéificateur de chaleur.
2.1 Lorsque la relation entre le rapport de l'air et le feu, l'efficacité de gazéification
le fonctionnement du gazogène, l'intensité du gaz de gazéification dans le four se réfère à une quantité d'unité de temps et de surface en section transversale unité générée, qui est étroitement liée à la taille de la quantité d'air d'alimentation, l'air d'alimentation du fonctionnement d'une quantité appropriée de contrôle est très importante. Si la quantité d'air d'alimentation est trop petite, gazéification du débit de carburant de la biomasse va ralentir, ce qui conduit à l'incendie du four est pas forte, l'efficacité de la gazéification du four de gazéification sont faibles, si le vent est trop grand pour la gazéification du combustible de la biomasse sera trop forte, ce qui dans le gaz four de chaleur interne scorification et même agrégation vigoureuse, bien que la consommation de carburant considérablement augmenté la puissance de feu dans le four, mais ne donne pas nécessairement l'armature correspondante, l'efficacité de gazéification du four de gazéification est pas nécessairement élevée, la quantité d'air d'alimentation est ajustée pour être une résistance appropriée et une efficacité thermique maximale de l'incendie plus [3]L'ajustement des conditions de fonctionnement différentes, et en mesurant l'intensité du feu, pour obtenir les résultats des. Figures 2 et 3.
Comme on peut le voir sur la Fig. 2, la quantité d'air d'alimentation est inférieure à 14m3 / h (en termes de moins de 0,23 rapport d'équivalence de l'air), la quantité d'air d'alimentation avec l'augmentation de l'intensité du feu ont également augmenté, mais plus de 14m3 / h après ont grimpé grande quantité d'air d'alimentation, ce qui ralentit le taux de croissance de l'intensité du feu, la courbe a tendance à être droite. comme on le voit sur la figure 3, lorsque le rapport d'équivalence de l'air est le rendement de gazéification plus élevé près de 0,22, indique que l'énergie dans la charge d'alimentation de biomasse présente un maximum dans le four transféré pour limiter la sortie de gaz.
2.2 La relation entre la densité de la biomasse et la résistance à la gazéification
combustible de biomasse informe faible densité d'énergie de structure lâche, le stockage et le transport sur de longues distances incommode, et donc adapté aux applications à grande échelle ont généralement été pressé en pastilles, combustible en morceaux ou en forme de tige [4]Depuis le processus de moulage de presse ou pour toute autre densité de carburant raisons varient, cette différence aura une incidence sur l'effet de l'essai de gazéification utilisant des particules avec la plus grande partie du carburant, et les particules de combustible et la densité apparente ont été prises différentes sortes de motifs. Fig. 4 est moulé en utilisant divers gazéification du combustible de biomasse dans le four de gazéification peut obtenir la même intensité du feu;. la figure 5 est une variété de combustibles pour atteindre le temps de fonctionnement en continu, ce qui reflète la durée de la stabilité de l'opération de gazéification .
On peut le voir sur la figure, la gazéification du combustible particulaire comme une haute résistance que le matériau en vrac appareil de gazéification, le temps de fonctionnement en continu est plus long que le bloc, ce qui est dû à la grande quantité de blocs de combustible, de grands pores, la densité doit être La même forme du carburant de moulage, l'effet de gazéification est la densité de la densité est meilleure que la densité de la pratique montre que l'utilisation de carburant particulaire qualifié, le gazogène nouvellement développé peut commencer à fonctionner en continu. c'est à cause de la haute densité et une bonne circulation de particules, comme le produit de réaction, couche de matériau combustible particulaire peut être lui-même lentement sous son propre poids, la couche de réduction supplémentaire suivante et la couche d'oxyde pour assurer une gazéification stable.
2.3 mode de démarrage
En plus des caractéristiques de fonctionnement, le démarrage rapide des gazéificateurs est également l'une des technologies clés pour les systèmes de gazéification car la performance de démarrage à froid de l'usine de gazéification affecte la pollution environnementale au démarrage et la facilité d'utilisation. de la combustion incomplète à faible valeur calorifique ne peut pas seulement être ventilé à la pollution de l'environnement de l'air ambiant, et donc le temps de démarrage du gazéificateur aussi courte que possible, heure de départ est un appareil court de gazéification capable d'atteindre rapidement une production de gaz de l'état d'équilibre, mais aussi Gazogène facile à utiliser.Gazifier dans le démarrage à froid, le général devrait d'abord utiliser du bois et d'autres matériau combustible four, température du four et le temps affectent directement l'effet de démarrage. La figure 6 est l'heure du four et le gaz de démarrage Temps des résultats du test, l'essai d'arrêter chaque fois après le four pour ajouter du bois, entrer dans l'état de départ pour rejoindre le matériau particulaire et commencer le chronométrage, commencer le gaz initial n'est pas inflammable, jusqu'à ce que le gaz est complètement combustible .
Peut être vu de la figure, plus le temps le four est plus court temps de démarrage, par conséquent, afin de réduire le temps de démarrage est réduit les émissions d'échappement, il doit être chauffé suffisamment avant le début dans des applications pratiques.
2.4 chemin de feu
Les performances d'étanchéité influent également sur la facilité d'utilisation du gazéifieur Comme pour un poêle au charbon, une petite quantité d'air doit être injectée dans le gazéificateur de biomasse pour maintenir la température dans le four. Air naturel tiré dans l'air, et ajouter la soupape pour ajuster la quantité d'air dans le four.Les principaux facteurs affectant la performance d'étanchéité est l'introduction de l'air et des matières premières dans le four, l'effet de l'isolation affecte indirectement la performance d'étanchéité.
Les tests ont constaté que pendant le four de gazéification banque de matières premières un incendie si trop d'humidité dans la farine crue fera beaucoup de précipitations à l'intérieur du gazogène recouvert d'eau condensée, ce qui conduit à l'autre four ouvert ne démarre pas correctement, mais les matières premières il ne suffit pas de fournir suffisamment de chaleur pour le gazogène au cours de la banque jusqu'à un résultats des tests de feu montrent que le diamètre intérieur de 400mm gazogène, si Fenghuo 10H, l'équilibre optimal dans la matière première du four est de 5 ~ 7 kg. dans le four pendant quantité Fenghuo d'air a une grande influence sur l'effet de l'air Fenghuo matière première excessive entraînera la flamme brûle à l'avance ;. la petite quantité d'air chaud produit par le four de réaction pour maintenir la température du four est insuffisante, ce qui conduit à la même flamme le système de ventilation utilise la soupape de purge lorsque le type Fenghuo DN20, des résultats d'essai montrent que le degré d'ouverture de préférence de 70% à 80%.
3 Conclusion
Cette particules de biomasse milieu de développement de la conception de l'aspiration vers le bas la pression gazéificateur, en utilisant l'opération de pression, sans refroidir la purification des gaz de combustion directe, tout en améliorant l'isolation thermique, l'efficacité thermique élevée et donc pas de pollution secondaire par des essais de gazéification explorer Optimisation du fonctionnement du four, les résultats montrent que:
(1) au moyen d'une combustion directe des gaz de gazéification ayant une température plus grand avantage, pas de goudron a précipité, résolu pollution secondaire;
(2) Dans le rapport d'équivalence de l'air de de 0,22 à 0,23, l'intensité du feu, et dans ce cas, le rendement le plus élevé de gazéification;
Gazéificateur (3) une intensité plus élevée combustible particulaire dense, l'opération la plus stable du gazéificateur, le moulage de la densité de combustible, ou carburant en vrac de déchets de moulage en raison de ses grands pores, une mauvaise fluidité, et ne convient donc pas;
(4) Avec le bon mode de fonctionnement, ce système d'alimentation de gazéification peut être démarré rapidement, et peut atteindre le feu d'étanchéité.
Références:
'1' Wang Huajun, Li Shulan, XF.HE, tels que la recherche et l'analyse de la technologie de conception clé machine de gazéification de la biomasse des ménages 'J' Sciences du Henan, 2001 (4): 19-23.
'2' Retin-tcheou, Shen Sheng forte, Cuijun Zhen, et d'autres étudiants à lit fixe Etude expérimentale sur les performances techniques de l'unité de gazéification de la biomasse 'J' Science Henan, 2006 (1): 33-35.
'3' Wan Renxin. '' Biomass Engineering 'M'. Beijing: China Agricultural Press, 1995.
'4' Zhang Ruiqin.Biomass dérivé du carburant et des substances chimiques 'M' Zhengzhou: Zhengzhou University Press, 2004.
