Лю Юнвей 1, Сетчатка-чжоу 1, Лю Цзинвэй 2Ли Цифэн 1, Ян Шухуа1
(1. Институт энергетических исследований, Академия наук Хэнань, Чжэнчжоу 450008, Китай; 2. 1 Средняя школа, город Чэнгуань, округ Фугу, провинция Хэнань, 461300)
Аннотация: Недавно спроектированная система подачи газа для газовой газификации среднего размера была использована для изучения реальных потребностей пользователей, особенно соотношения между подачей воздуха и огневой мощи, соотношением между плотностью биомассы и интенсивностью газификации Связь и самый быстрый режим запуска, лучший способ запечатать огонь и другие испытания, результаты испытаний для газификатора для обеспечения эффективной работы и дальнейшего улучшения основы.
Газификация биомассы - система сжигания использует первую газификацию и сжигание после использования топлива из биомассы, поскольку часть сгорания сжигания газа биомассы, поэтому полное сгорание не производит черный дым, не требует пылеулавливающего устройства и диапазон регулировки нагрузки , Можно также хранить и транспортировать, использовать гибкие и удобные. Обычно используйте котел для непосредственного сжигания биомассы, тепловой КПД топлива обычно составляет всего 15%, использование сжигания биомассы 2 сгорания, поскольку биомасса может быть полностью газифицирована, низкое содержание остаточного углерода в технической золе, Эффективность использования ресурсов биомассы может быть увеличена примерно до 70%. Газификатор всасывания всасывания - это традиционный блок газификации биомассы, который может обеспечить энергию для мелкосерийного производства, но также подходит для обогрева жителей, а его характеристики также сравниваются В соответствии с национальными условиями Китая существует хорошая перспектива применения, конечно, есть еще много недостатков и недостатков этого устройства, которые должны быть улучшены и усовершенствованы. В этой статье будет разработана новая газификация на основе обычного дозвукового газификатора Печь, и поставить его с газовым устройством, чтобы сформировать полную систему сгорания энергии биомассы, газ некоторые из ключевых рабочих параметров теста, чтобы изучить меры для достижения желаемого эффекта.
1 дизайн системы
1.1 газификационные характеристики
Использование газификации под всасыванием, порошкообразное топливо в газификаторе сверху вниз для образования сухого слоя, оксидного слоя, восстановительного слоя, слоя золы: вблизи впуска воздуха из-за достаточного воздуха в основном образованного оксидного слоя, выпадает летучая способность Негазовые частицы образуют восстановительный слой в нижней части топлива гранул через летучие осадки, окисление, восстановление и зольность и другие процессы, окончательное образование обгоревшей белой золы. По мере протекания реакции топливо течет постепенно, газ, образующийся при Подача решетки в трубопровод, зола, образующаяся при газификации через качалку, периодически выгружается в зольный бункер. В процессе эксплуатации формирование стабильного реакционного слоя является надежным гарантированным газовым газификатором нормального производства газа. Изоляция печи влияет не только на тепловой КПД системы, Но также сыграл решающую роль в быстром запуске и стабильной работе газификатора[1, 2].
1.2 Структура и параметры
Традиционная газификация осушителя принимает метод эвакуации. Когда газификатор работает под отрицательным давлением, некоторые кислотные вещества, содержащиеся в высокотемпературном газе, образующемся при газификации, как правило, вызывают коррозию вентилятора, а содержание смолы в газе является высоким, что может легко вызвать Чтобы предотвратить блокировку трубопровода, новый газогенератор использует режим положительного давления для изменения вентиляции на воздуходувке, в то же время открытый порт подачи заменяется на воздухонепроницаемый. Чтобы сделать распределительный порт для подачи воздуха более равномерным, рот до восьми портов, избегать запуска зашлакованности газификатор влияют на оксидный слой. Изоляция три слоя, самый внутренний огнеупорный слой, промежуточный перлит, а затем покрывают наружную печи изоляционный слой краски, может испаряться Температура поверхности печи поддерживается ниже 50 o C. Система газификации и сжигания состоит в основном из газификатора, конвейерной трубы, газовой горелки и шкафа управления. Для предотвращения осаждения смолы в газе транспортирующая труба также обернута материалом для сохранения тепла, как показано на фиг.1 Параметры газификатора в таблице 1.
1.3 производительность устройства и использование результатов
Недавно спроектированная установка для газификации биомассы, после испытания, результаты показывают, что производительность хорошая, особенно использование высокотемпературной газовой технологии с прямым приводом и изоляцией, высокая термическая эффективность, процесс газификации - это отсутствие осаждения чистого газа смолы в качестве нагревательного бака, Плита, котельное топливо очень подходит для экологических требований городских городских гостиниц, отелей, купаний и других отраслей промышленности.
(1) Высокая термическая эффективность использования топлива из биомассы. Газ, создаваемый газификационным устройством, разработанным и разработанным в этой статье, может быть использован без технологии прямого охлаждения для уменьшения потерь тепловой энергии. Тепловой КПД может достигать более 75% Газификатор выше 20%, газовая теплотворная способность более чем на 30% выше среднего газификатора.
(2) стабильная работа Условия эксплуатации газификационной установки стабильны, что приводит к стабильному составу газа и теплотворной способности.
(3) начать быстро, долгое время для быстрого запуска устройства газификации, вы можете начать работу в течение 3 минут, плюс одно может быть самым продолжительным непрерывным использованием материалов 4 часа.
(4) Удобное управление и регулировка Количество подачи воздуха и подачи воздуха имеет хорошую линейную связь в широком диапазоне. Объем воздуха можно регулировать напрямую, регулируя объем приточного воздуха. Система управления спроектирована как простая, надежная и надежная.
(5) Удобно запечатать огонь, чтобы закончить пожар на герметичность в течение 1 мин. Поскольку газификатор усиливает изоляцию в конструкции, меньше потерь тепла после выключения. Время уплотнения может продолжаться более 5 дней.
(6) Удобная конфигурация Газификационная установка может быть отделена от газового блока, а газ блока газификации может доставляться в газовый блок на расстоянии 30 м по трубопроводам. В соответствии с потребностями пользователя может использоваться газификатор Движутся двумя трубами два оборудования для сжигания.
(7) вторичное загрязнение без тары, высокая эффективность сгорания. Поскольку очистка газа газификацией без очистки, сжигание горючего с газом, оно не только увеличит теплотворную способность добычи газа, но и позволит избежать пробки газопровода, Вторичное загрязнение было решено.
2 Экспериментальный анализ оперативной оптимизации
Для того чтобы система достигла оптимального эффекта работы и обеспечила ссылку на усовершенствование системы, исследовательская группа использовала экспериментальный метод для изучения взаимосвязи между количеством воздуха, подаваемого вновь разработанной и разработанной газификационной установкой, и величиной огневой мощи, Были исследованы прочность газификации и соотношение между составом газа и коэффициентом эквивалентности воздуха, полученным в результате исследования, и наилучшим способом запуска и герметизации пожара. Частичное топливо, используемое в эксперименте, сделанное из кукурузных стеблей для ветра корнями Вентилятор обеспечивает объем воздуха, измеренный роторным расходомером, интенсивность пожара и эффективность газификации измеряются методом положительного баланса, то есть отношением эффективного использования газа газификации к входному теплу газификатора.
2.1 коэффициент эквивалентности воздуха и огневая мощь, эффективность газификации взаимосвязи между
Газификационное устройство работает, интенсивность газификации блока печи представляет собой единицу площади поперечного сечения выпускаемого газа, размер и количество подачи воздуха тесно связаны с работой по освоению соответствующего количества подачи воздуха, очень важно, если подача воздуха слишком мала, Скорость газификации топлива из биомассы будет слишком низкой, в результате чего огневая мощь печи не будет высокой, эффективность газификации газификатора будет очень низкой, а если подача воздуха слишком велика, газификация топлива биомассы будет слишком сильной, что приведет к газу Хотя внутренняя теплота печи интенсивно собирается или даже шлакообразуется, огневая мощь в печи не обязательно укрепляется соответственно, хотя расход топлива значительно увеличивается, а эффективность газификации газификатора не обязательно высока. Подача воздуха регулируется с учетом соответствующей интенсивности пожара и максимальной тепловой эффективности Также выше [3]При настройке различных условий эксплуатации и измерении интенсивности огня получены результаты на рисунках 2 и 3.
Как видно из рисунка 2, когда подача воздуха составляет менее 14 м3 / ч (преобразованная в коэффициент эквивалентности воздуха менее 0,23), интенсивность пожара увеличивается с увеличением подачи воздуха, но после превышения 14 м3 / ч, Для большого количества ветра интенсивность интенсивности огня замедляется, кривая имеет тенденцию быть прямой. Как видно из рисунка 3, когда коэффициент эквивалентности воздуха составляет 0,22 вблизи самой высокой эффективности газификации, что указывает на то, что энергия сырья биомассы была самой большой в печи Ограничен экспорт газа.
2.2. Связь между плотностью биомассы и прочностью газификации
Неформованные виды топлива из биомассы имеют низкую плотность объемной энергии и нелегко переносятся и хранятся на больших расстояниях и поэтому, как правило, сжимаются в гранулы, куски или стержни, чтобы соответствовать крупномасштабным применениям [4]Из-за процесса сжатия или по другим причинам будут различия в плотности формованного топлива, и эта разница будет также влиять на эффект газификации. В эксперименте используются три вида форм с разной плотностью гранул и кускового топлива. 4 - интенсивность пожара, которая может быть достигнута в том же газификаторе с различными видами топлива, формирующими биомассу; на фиг.5 показано непрерывное время работы, которое может быть достигнуто для каждого топлива, продолжительность времени, отражающая стабильность работы газификатора ,
Из рисунка видно, что интенсивность газификации топливного гранулята, используемого в качестве единицы газификации сырья, выше, чем у куска, а продолжительное время работы больше, чем у куска. Это связано с тем, что кусковое топливо имеет преимущества большого объема, большой пористости и плотности Такая же форма формовочного топлива, эффект газификации, плотность плотности лучше, чем плотность практики показывает, что использование квалифицированного топлива в виде частиц, недавно разработанный газификатор может начать работать непрерывно. Это связано с тем, что компактные частицы имеют хорошую текучесть. По мере протекания реакции слой топливного гранулята может медленно опускаться под действием собственной силы тяжести, и для обеспечения стабильности газификации добавляют следующий слой оксида и восстановительный слой.
2.3 режим запуска
В дополнение к эксплуатационным характеристикам быстрый запуск газификаторов также является одной из ключевых технологий для систем газификации, поскольку характеристики холодного запуска установки газификации влияют на загрязнение окружающей среды при запуске и простоте использования. Неполное тепловое значение нельзя сжечь, только вентиляция, загрязняющая окружающую окружающую среду, поэтому время запуска устройства газификации как можно короче, короткое время газификации устройства может быстро достичь стабильного состояния добычи газа, а также Простой в использовании газификатор. Газификатор при холодном запуске должен сначала использовать древесину и другую печь с горючим материалом, температуру и время печи напрямую влияют на пусковой эффект. На рисунке 6 указано время работы печи и начальный газ Время испытаний, испытание, чтобы каждый раз после духовки останавливаться, чтобы добавить дерево, введите начальное состояние, чтобы соединить материал в виде частиц и начать отсчет времени, запуск начального газа не воспламеняется, пока газ полностью горючий не начнет заканчиваться в нормальную работу ,
Как видно из рисунка, чем дольше время в печи, тем короче время запуска. Поэтому на практике, чтобы сократить время запуска и уменьшить выброс выхлопных газов, прогревание должно быть достаточно нагрето перед запуском.
2.4 огонь
Эффективность уплотнения также влияет на удобство использования газификатора. Подобно угольной печи, небольшое количество воздуха необходимо закачивать в биогазовый газификатор для поддержания температуры в печи. Природный воздух, всасываемый в воздух, и добавьте клапан для регулировки количества воздуха в печь. Основными факторами, влияющими на эффективность уплотнения, является введение воздуха и сырья в печь, эффект изоляции также косвенно влияет на характеристики уплотнения.
Испытание показало, что газификатор в печи во время запечатывания сырья, если слишком много, большое количество сырья в осадке воды сделает газификатор в конденсации воды, что приведет к тому, что следующая печь не начнется нормально, однако сырье Если этого недостаточно, он не может обеспечить достаточное количество тепла для газификатора в течение периода уплотнения. Результаты показывают, что для газификатора с внутренним диаметром 400 мм наилучшее сырьевое пособие в печи составляет 5-7 кг, если оно герметизировано в течение 10 часов. Количество воздуха, вводимого в печь во время огневого уплотнения, также оказывает большое влияние на эффект уплотнения. Если количество воздуха слишком велико, сырье будет гореть заранее и привести к пламени. Если количество воздуха слишком мало, тепла, выделяемого в печи, будет недостаточно для поддержания температуры в печи, Система использует вентиляционный клапан DN20, когда огонь закрыт, а результаты испытаний показывают, что степень открытия составляет от 70% до 80%.
3 Заключение
В этой статье, проектирование и разработка газификатора с положительным давлением в среде с низкой десорбцией для биомассы средней плотности с использованием операции положительного давления, газ не нуждается в охлаждении для очистки прямого сгорания, а также упрочнение изоляции, поэтому тепловой КПД, отсутствие вторичного загрязнения. Через испытания для изучения газификации Результаты оптимизации показывают, что:
(1) Принятие метода высокой температуры и прямого сжигания газа газификации имеет большее превосходство, смола не осаждается, а вторичное загрязнение решается;
(2) Когда коэффициент эквивалентности воздуха находится между 0,22 и 0,23, интенсивность пожара больше и эффективность газификации является самой высокой в это время;
(3) Интенсивность газификации является самой высокой при использовании плотного гранулированного топлива, и работа газификатора является наиболее стабильной. Из-за большой пористости и плохой текучести низкосортное топливо, металлолом или крупномасштабное формованное топливо не подходят для использования.
(4) При правильном методе работы эта система подачи газификации может быть быстро запущена и может обеспечить огонь уплотнения.
Ссылки:
«1» Ван Хуацзюнь, Ли Шулан, Он Сяофэн и т. Д. Исследование и анализ ключевых методов проектирования бытовой биомассы «J». Henan Science, 2001 (4): 19-23.
«2» Lei Ting-zhou, Shen Sheng-qiang, Cui Jun-zhen и др. Экспериментальное исследование основных технических характеристик установки газификации биомассы с фиксированным слоем. Henan Science, 2006 (1): 33-35.
'3' Wan Renxin. '' Biomass Engineering 'M'. Beijing: China Agricultural Press, 1995.
«4» Чжан Руйкин. Биоматериалы, полученные из топлива и химических веществ «М». Чжэнчжоу: Университет Чжэнчжоу, 2004.
