劉Junwei 1レミントン 1、劉静偉 2Li Zifeng 1、ヤンShuhua1
（エナジー株式会社の科学研究所の1河南省アカデミー、鄭州450008; 2. Fugou郡、河南省、郡の町、461 300）
要約：中型粒子の新しい設計は、バイオマスエネルギーシステムのためのガス化装置は、実験的研究は、ユーザーのために実際の空気量と火のサイズ、インター密度バイオマスガス化強度との特定の関係を供給する必要が下降気流。関係と最速の始動モード、火災やその他の試験を封止する最善の方法、ガス化装置の試験結果は効率的な運転を提供し、さらに基礎を改善する。
バイオマスガス化 - バイオマス燃料を使用してガス化バーナーの第一の実施形態を使用して、燃焼システム、ガスを燃焼バイオマスの燃焼部、したがって十分な燃焼煙、無塵埃除去装置、及び負荷調整範囲を生成しません送達はまた、好都合に柔軟格納されてもよい。典型的には、バイオマスボイラーの直接燃焼を利用したバイオマスが十分に気化、低い残留炭素含有灰技術とすることができるので、燃料は、バイオマスガス化バーナー2を用いて、典型的には15％だけ熱効率であり、バイオマス資源の利用効率が約70％増加させることができる。下降気流ガス化装置は、小さなエネルギー生産のために提供することができる従来のバイオマスガス化装置であり、それはまた、比較的ことを特徴とする住宅の暖房に適しています中国の国家の条件に沿って、良い見通しがある、もちろん、これはそこに多くの欠点と欠陥が、まだこの論文は、従来のダウンドラフトガス化炉ごとに新しいガス化を設計します。改善し、完成させる必要があることを意味しますストーブ、バイオマスエネルギーの完全な燃焼システムを形成するためにガス装置とそれを置くと、ガスのいくつかのテストの主要な動作パラメータの対策を探索する目的の効果を達成する。
1システム設計
1.1ガス化特性
乾燥層、酸化層、低減層、灰の層を形成するために上から下にガス化装置、ガス化燃料粒子を下降気流使用：酸化物層を形成することにより、十分な一次空気を、吸気ポートの近傍では、しかし、揮発性物質が堆積されています下部還元層に形成された未燃焼粒子は、部品は、最終的に燃料が徐々に発生したガスを通って流下し、反応が進行するにつれて石灰を燃やす、揮発、酸化、還元等アッシングプロセスを介して粒状燃料を沈殿させました。火格子灰は、動作中に、安定した反応層は、通常ガス化ガスの生産のための保証が形成されている。周期的ガス化灰サイロに、ロッカーを介して導管に送達した。炉は、システムの断熱効率に影響を与えるだけでなく、しかし、ガス化装置の迅速な始動と安定運転においても決定的な役割を果たした[1, 2].
1.2構造とパラメータ
生じやすいタービンの腐食を引き起こす可能性酸性種の数は、ガス化によって生成される高温ガスに含まれているので、負圧でガス化装置を動作させる下降気流ガス化装置常法使用換気、、、及びガスの高いタール含量、パイプライン閉塞吸気口より均一なガス分配を作るために閉鎖にオープンポートを供給しつつ、排気ブロワーに、ガス化装置陽圧モードの新しいデザインをパイプラインの目詰まりを防止するために、4 8つのポートの口、ガス化装置は、酸化物層に影響スラグ実行しない。絶縁三つの層、最も内側の耐火層、中間パーライト、次いで塗料の外側炉絶縁層を覆うように、蒸発させることができます炉の温度が50℃よりも表面に維持した。システムは、ガス化装置のガス化バーナーから成り、パイプライン、ガスバーナーと制御キャビネット、ガスタール沈殿を防ぐために、絶縁材料で包まれたパイプラインは、また、図1に示されていますガス化装置関連パラメータを表1に示す。
1.3デバイスのパフォーマンスと結果の使用
新しいデザインのバイオマスガス化装置は、テストの実行後、結果は、ガス化プロセスは、もはや加熱釜等のガスを洗浄タールを沈殿させ、特に高温技術と直接燃焼ガス絶縁技術、高い熱効率で、良好な性能を示しませんでしたストーブ、ボイラー燃料は、小さな町の都市のホテル、ホテル、入浴などの産業の環境要件に非常に適しています。
（1）バイオマス燃料利用の高い熱効率本論文で設計・開発したガス化装置で生成されたガスは、直接冷却技術を用いずに熱エネルギーの浪費を減らすことができ、熱効率は75％ 20％以上のガス化装置、平均ガス化装置より30％以上高いガス発熱量。
（2）安定運転ガス化プラントの運転条件が安定し、安定したガス組成と発熱量が得られます。
（3）速く始める、ガス化装置に速やかに供給するための長い時間、始めることができます3分以内に完了することができます、プラス1つは材料4hの最長連続使用することができます。
（4）供給空気の便利な調整量を制御し、ガス生産は、広い範囲にわたって良好な直線性を有し、ガス産生を直接供給空気、簡単かつ信頼性の高い動作を容易にするように設計された制御システムの量を調節することによって制御することができます。
（5）ガス化装置は設計時の断熱性を高め、停止後の熱損失を少なくすることができますので、封止時間は1日以内に完了することができます。
（6）ガス化ガスのインストールを容易にするために配置された分離手段、ユーザのニーズに応じ。意味する燃焼ガスのガス化ガス供給手段によってパイプライン（の30メートル以内）の距離のために使用することができ、ガス化装置があってもよいです2つの燃焼装置を2本のパイプで駆動します。
（7）無タール二次汚染、精製することなくガスを冷却する蒸発の高い燃焼効率、燃焼ガスと共にタールを、したがってガスの発熱量を改善し、ガスパイプラインの詰まりを回避するだけでなく、タールをもたらします二次汚染は解決されました。
2操作最適化実験分析
最適なシステム動作の結果を達成し、改良されたシステムのための基準を提供するために、試験方法を用いて研究グループ、新鮮な空気供給装置の量と設計と火災ガス化炉のサイズ、密度の開発とバイオマスのガス化の間の関係成分の空気当量比によって生成される強度との関係ガス化ガスとの間の関係を研究し、トウモロコシの茎を作る粒状燃料によって採用ベストモードFenghuo試験始まる議論された、供給空気根によって火災、ガス化効率と正のバランスと方法により測定強度、熱ガス化ガス化ガスの熱入力量の効果的な使用、すなわち比、ファンを提供する、空気流量をロタメーターにより測定しました。
2.1場合空気比と火災、ガス化効率の関係
ガス化装置の運転、炉内のガス化ガスの強度が単位時間と密接に供給空気の量の大きさに関連して生成された単位断面積、の量を指す、給気制御の適切な量の操作は非常に重要である。供給空気の量が少なすぎる場合、バイオマス燃料のガス化があまりにも強くなるため、風が大きすぎると、ガスをもたらす、バイオマス燃料の速度のガス化炉の火につながる強くない、ガス化炉のガス化効率が低く、遅くなります内部熱炉スラグとも激しく凝集、燃料消費量が大きく炉内火力を増加させたが、必ずしも対応する補強を与えていないが、ガス化炉のガス化効率は必ずしも高くなく、供給空気の量は、適切な強度および火災の最大熱効率になるように調整されますまた高い [3]火の強度を測定する異なる動作条件の調整、および、図2および図3の結果を得ました。
図2から分かるように、（以下0.23の空気当量比で）14立方メートル/時間未満の供給空気の量を、火災強度の増加に伴って供給空気の量も増加したが、以上14立方メートル/ H急増後供給空気の大量、火災強度の成長速度を遅くする、曲線が直線となる傾向にある。図3に見られるように、空気当量比が近い0.22の最高ガス化効率である場合には、バイオマス原料のエネルギーが炉内で最大値を有することを示していますガスの輸出に限定されています。
2.2バイオマスガス化ブリケット強度の密度との関係
バイオマス燃料未低エネルギー密度の緩い構造、長距離不便貯蔵および輸送、および大規模なアプリケーションは、一般的にペレットに圧縮されている、塊又は棒状燃料に適し [4]プレス成形工程のでまたは燃料密度が変化するであろう他の理由のために、この差は、燃料の大部分の粒子を用いてガス化試験の効果に影響を与える、と燃料粒子とバルク密度はパターンの種類を採取した。図。 4はガス化炉内の様々なバイオマス燃料ガス化を用いて成形されている火災の同じ強度を達成することができ、図5の連続運転時間を達成するために燃料の品種である、これは時間の長さをガス化装置の動作の安定性を反映しています。 。
図では、バルク材料ガス化装置よりも高強度などの粒状燃料のガス化から見ることができる、連続運転時間が長いブロックよりも、これが原因で、燃料ブロックの大容量であり、大きな細孔は、密度がなければなりません小さな粒子よりも、流動性が悪い。状成形燃料の同じ種類、ガス化効果は、ペレット燃料を修飾お勧め番組の低密度の密度よりも大きい、新たに開発されたガス化装置は、連続運転を開始します。これは、高い緻密性と良好な粒子の流れであり、反応が進むにつれて、粒状燃料材料層自体が安定したガス化を確実にするために、自重、以下の補助還元層と酸化物層の下にゆっくりであってもよいです。
2.3起動モード
なぜなら、環境へのコールドスタート性能ガス化プラントの汚染の影響はときに開始し、使いやすさの特性を実行していることに加えて、クイックスタートガス化炉のガス化システムは、重要な技術の一つである。ときにガスのガス化炉の起動によるガスへ不完全な低発熱量を燃焼のみ大気環境汚染に排出することができず、可能な限り短く、従ってガス化炉の起動時間、開始時間をすばやく定常状態のガスの生産に到達することができる短いガス化装置であるが、またガス化炉の使い勝手第一般可燃木材オーブンで、オーブン温度および時間は、直接効果が開始さに影響を与える炉ガス化炉コールドスタートを、図6には、原料ガスオーブンと時間であります試験は直ちに粒状材料を添加する状態の開始に木材を追加して開始タイミングをオーブンに到達するたびに後に停止された時点の結果は、初期開始不燃性ガス生成によって発生したガスは、完全に可燃性の正常な動作に終了を開始するとみなされるべき。
図からわかるように、より長い時間は、オーブンは、したがって、排出ガスを低減し、起動時間を短縮するために、短い起動時間で、それは実用的なアプリケーションで開始する前に十分に加熱する必要があります。
2.4 Fenghuo方法
Fenghuoまた、石炭燃焼炉のように、また、炉内温度を維持するために、バイオマスガス化Fenghuo時間を通じて少量の空気を必要としています。新しいガス化炉オープントップ、使用して、ガス化炉の利便性の性能に影響を与えます空気の自然な吸引力を導入し、炉内に流入する空気の量を調整する弁を追加している。炉原料供給量の量に導入される空気の性能に影響を与えるFenghuo主な要因、効果は間接的にアップ火災バンクの絶縁性能に影響を与えるもあります。
テストは、生の食事でも多くの水分が凝縮水で覆われてガス化炉内の降水量の多くを作ればガス化炉原料バンクアップし火災の際、次のオープン炉につながることは正常に起動しないことがわかった。しかし、原料Fenghuo 10H、炉原料中の最適なバランスは、5〜7キロであれば、最大火災試験の結果は、400ミリメートルガス化炉の内径ことを示している銀行の間にガス化炉への十分な熱を提供するのに十分ではありません。空気のFenghuo量中に炉内に同じ炎につながる、炉の温度が不十分で維持するために反応炉によって生成される熱風の少量;.事前に燃える炎をもたらすであろう空気Fenghuo過剰原料の効果に大きな影響を与えます場合Fenghuo DN20型通気システムは、ベントバルブを使用し、試験結果が80％、好ましくは70％開度ことを示しています。
3結論
このデザイン現像媒体バイオマス粒子は、ガス化試験による断熱、高い熱効率、したがって、二次汚染を高めながら探索、ガス浄化直接燃焼を冷却することなく、圧力操作を使用して、ガス化炉の圧力を下降気流炉の操作の最適化は、結果が示す：
（1）温度より高いという利点を有するガス化ガスの直接燃焼により、何タールが析出せず、二次汚染を解決します。
（2）0.23から0.22の空気当量比、火災強度、この場合の最高ガス化効率、
ガス化装置（3）密な粒状燃料最高強度を、ガス化装置の最も安定した動作は、従って、燃料密度成形、またはバルク成形スクラップ燃料、その大きな孔に、乏しい流動性、及びは適していません。
（4）このガス化電源システムは、正しい運転方法により、迅速に始動してシール火災を達成することができる。
参考文献：
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