Liu Junwei 1Remington 1, Liu Jingwei 2Li Zifeng 1, Yang Shuhua1
(1. Instituto de Investigación Energética, Academia de Ciencias de Henan, Zhengzhou 450008, China; 2. 1 Escuela Media, Ciudad de Chengguan, Condado de Fugou, Provincia de Henan, 461300)
Resumen: El nuevo diseño de las partículas de tamaño medio tiro descendente gasificador para el sistema de energía de la biomasa, Estudio Experimental de un usuario realmente necesita para suministrar una relación particular entre el volumen de aire y el tamaño del fuego, la intensidad de gasificación de biomasa densidad inter. La relación y el modo de inicio más rápido, la mejor manera de sellar el fuego y otras pruebas, los resultados de la prueba para el gasificador para proporcionar una operación eficiente y mejorar aún más la base.
La biomasa de gasificación - sistema de combustión utilizando la primera realización del quemador de gasificación usando combustible de biomasa, la porción de combustión de la biomasa quema gas, y por lo tanto no produce suficiente humo de combustión, no hay ningún dispositivo de eliminación de polvo, y el rango de ajuste de la carga , la entrega también se puede almacenar, convenientemente flexible. típicamente utiliza la combustión directa de calderas de biomasa, el combustible es típicamente sólo 15% de eficiencia térmica, el uso de la gasificación de biomasa quemador 2, ya que la biomasa puede ser, contenido de carbono arte ceniza residual bajo suficientemente gasificado, eficiencia de utilización de los recursos de biomasa se puede incrementar a aproximadamente el 70%. gasificador de corriente descendente es un aparato de gasificación de la biomasa tradicional se pueden proporcionar para la producción de energía pequeña, también es adecuado para la calefacción de viviendas, que se caracteriza por relativamente en línea con las condiciones nacionales de China, hay una buena posibilidad, por supuesto, esto significa que hay todavía muchas carencias y deficiencias, es necesario mejorar y perfeccionado. este papel diseñará una nueva gasificación en una base convencional de corriente descendente gasificador Estufa, y colóquelo con el dispositivo de gas para formar un sistema de combustión completa de energía de biomasa, el gas algunos de los parámetros operativos clave de la prueba para explorar las medidas para lograr el efecto deseado.
1 diseño del sistema
1.1 características de gasificación
El uso de la corriente descendente del gasificador, partículas de combustible gasificador de arriba a abajo para formar una capa seca, la capa de óxido, una capa de reducción, una capa de ceniza: en la proximidad del orificio de admisión, debido a la suficiente aire primario para formar una capa de óxido, pero la materia volátil se ha depositado partículas sin quemar formados en la capa reduciendo inferior; partes precipitaron combustible particulado a través de la volatilización, la oxidación, la reducción y el proceso de cenizas como, finalmente quemar la cal según avanza la reacción, el combustible fluye gradualmente hacia abajo a través del gas generado. cenizas de rejilla entregado al conducto a través del eje de balancín, en periódica silo de gasificación de cenizas. durante el funcionamiento, la capa de reacción estable se forma una garantía para la producción normal de gas gasificador. horno no sólo afectan a la eficiencia de aislamiento térmico del sistema, y para gasificador de inicio rápido y un funcionamiento estable jugado un papel decisivo[1, 2].
1.2 Estructura y parámetros
gasificador de tiro descendente convencional manera usando la ventilación, el funcionamiento del gasificador a una presión negativa, ya que el número de especies ácidas contenidas en los gases calientes producidos por gasificación, puede causar la corrosión de la turbina, y un alto contenido de alquitrán del gas, que puedan causar tubería bloqueo. para evitar la obstrucción de la tubería, el nuevo diseño del modo gasificador de presión positiva, a la soplante de escape, mientras que el puerto de alimentación abierto a cerrado con el fin de hacer que la distribución de gas más uniforme puerto de admisión, el 4 una boca de ocho puertos, evitar correr escorificación gasificador afecta a la capa de óxido. aislamiento tres capas, la capa refractaria más interior, la perlita intermedio, y luego cubrir la capa de aislamiento exterior del horno de pintura, puede ser vaporizado temperatura del horno se mantuvo a la superficie de 50 ℃. el sistema consiste en el quemador de gasificación gasificador, tuberías, quemadores de gas y el gabinete de control, para evitar la precipitación de alquitrán gas, tuberías envueltas con material aislante también se muestran en la Figura 1 parámetros relevantes del horno de gasificación mostrado en la Tabla 1.
Propiedades y los resultados del dispositivo 1.3
aparato de gasificación de la biomasa de nuevo diseño, después de la ejecución de prueba, los resultados mostraron un buen rendimiento, especialmente con la tecnología de alta temperatura y tecnología de aislamiento de gas de combustión directa, alta eficiencia térmica, el proceso de gasificación se alquitrán de gas de limpieza como una olla de calentamiento ya no precipitó, Estufa, combustible de caldera es muy adecuado para las necesidades ambientales de los hoteles urbanos de pequeñas ciudades, hoteles, baños y otras industrias.
(1) Alta eficiencia térmica del uso de combustible de biomasa El gas producido por el dispositivo de gasificación diseñado y desarrollado en este documento puede utilizarse sin tecnología de enfriamiento directo para reducir el desperdicio de energía térmica. La eficiencia térmica puede alcanzar más del 75% Gasificador superior al 20%, el valor calorífico del gas de más del 30% más alto que el gasificador promedio.
(2) funcionamiento estable Condiciones de funcionamiento de la planta de gasificación estable, lo que resulta en una composición de gas estable y valor calorífico.
(3) comience rápido, un largo tiempo para alimentar el dispositivo de gasificación arranque rápido, puede comenzar dentro de 3 minutos se completa, más uno puede ser el uso continuo más largo de materiales 4h.
(4) control de la cantidad de ajuste conveniente del aire de suministro y la producción de gas tiene buena linealidad en un amplio intervalo, la producción de gas puede ser directamente controlada por el ajuste de la cantidad de aire de alimentación, el sistema de control diseñado para facilitar el funcionamiento simple y fiable.
(5) se puede completar convenientemente dentro Fenghuo 1min Fenghuo, ya que el aparato de gasificación en el diseño de aislamiento reforzado, menos pérdida de calor después de tiempo de apagado. Fenghuo puede durar durante más de 5 días.
(6) medios dispuestos para facilitar instalaciones de gasificación y de separación de gas, puede ser utilizado para la distancia (a menos de 30m de) la tubería por medio de un suministro de gas de gasificación de gas significa quemar. De acuerdo con las necesidades del usuario, un gasificador puede ser también Impulsado por dos tubos dos equipos de combustión.
(7) no tar la contaminación secundaria, de alta eficiencia de la combustión de vaporización para enfriar el gas sin purificación, alquitrán junto con el gas de combustión, y por lo tanto no sólo mejorar el valor de calentamiento del gas, y para evitar la obstrucción de tuberías de gas, trae alquitrán La contaminación secundaria ha sido resuelta.
2 Optimización operacional Análisis experimental
Con el fin de lograr resultados óptimos de funcionamiento del sistema, y proporcionar una referencia para un sistema mejorado, el grupo de investigación usando el método de ensayo, la relación entre la cantidad de dispositivo de suministro de aire fresco y el diseño y desarrollo del gasificador fuego tamaño, densidad y gasificación de biomasa relación entre la intensidad y el gas de gasificación relación producida por relación de equivalencia de aire de los componentes se estudiaron y discutieron empezando por la mejor prueba Fenghuo modo empleado por hacer que el combustible particulado tallos de maíz; el suministro de aire por las raíces proporcionando ventilador, la velocidad de flujo de aire se midió por un rotámetro; la eficiencia de gasificación de fuego y la fuerza medida por el método con un balance positivo, es decir, la relación de la utilización eficaz de la cantidad de entrada de calor de gas de gasificación gasificador calor.
2.1 relación de equivalencia de aire y potencia de fuego, eficiencia de gasificación de la relación entre
operación gasificador, la intensidad del gas de gasificación en el horno se refiere a una cantidad de unidad de tiempo y unidad de área de sección transversal generado, que está estrechamente relacionado con el tamaño de la cantidad de aire de suministro, aire de suministro de la operación de una cantidad adecuada de control es muy importante. Si la cantidad de aire de suministro es demasiado pequeño, gasificación de biomasa tasa de combustible será más lento, lo que lleva a que el fuego del horno no es fuerte, la eficiencia de gasificación del horno de gasificación son bajos; si el viento es demasiado grande para la gasificación de biomasa combustible será demasiado fuerte, lo que resulta en el gas escorificación horno de calor interno e incluso agregación vigoroso, aunque el consumo de combustible aumenta considerablemente la potencia de fuego en el horno, pero no necesariamente dar el refuerzo correspondiente, la eficiencia de gasificación del horno de gasificación no es necesariamente alta; la cantidad de aire de suministro se ajusta para que sea resistencia adecuada y la eficiencia térmica máxima del fuego También más alto [3]Ajustando las diferentes condiciones de operación y midiendo la intensidad del fuego, se obtienen los resultados en la Figura 2 y la Figura 3.
Como puede verse en la Fig. 2, la cantidad de aire de suministro de menos de 14m3 / h (en términos de relación de equivalencia de menos de 0,23 de aire), la cantidad de aire de suministro con el aumento de la intensidad del fuego también aumentó, pero más de 14m3 / h después se dispararon gran cantidad de aire de alimentación, la disminución del ritmo de crecimiento de la intensidad del fuego, la curva tiende a ser recta. como se ve en la Figura 3, cuando la relación de equivalencia de aire es la más alta eficiencia de gasificación de cerca de 0,22, indica que la energía en la materia prima de biomasa tiene un máximo en el horno Limitado a la exportación de gas.
2.2 La relación entre la densidad de la biomasa y la fuerza de la gasificación
Biomasa combustible estructura no formada de baja densidad de energía suelta, almacenamiento inconveniente y el transporte a largas distancias, y por lo tanto adecuado para aplicaciones a gran escala en general, que se haya pulsado en pellets, combustible en pedazos o en forma de varilla [4]Dado que el proceso de moldeo por prensa o para la otra densidad razones combustible variará, esta diferencia afectará el efecto de la prueba de gasificación usando partículas con la mayor parte del combustible, y las partículas de combustible y la densidad aparente se tomaron diferentes tipos de patrones. FIG. 4 se moldea utilizando diversos gasificación de combustible de biomasa en el horno de gasificación se puede obtener la misma intensidad del fuego; la Fig. 5 es una variedad de combustibles para lograr el tiempo de operación continua, esto refleja la longitud de tiempo que la estabilidad de la operación del gasificador .
Puede verse en la figura, la gasificación de combustible particulado como de alta resistencia que el aparato de gasificación de material a granel, el tiempo de funcionamiento continuo es más largo que el bloque; esto es debido a la gran cantidad de bloques de combustible, los poros grandes, la densidad deben ser que las partículas más pequeñas, la liquidez es pobre. el mismo tipo de combustible moldeo forma, el efecto de gasificación es mayor que la densidad de la baja densidad de buen espectáculo práctica que calificó de combustible de pellets, el gasificador de nuevo desarrollo se inicia la operación continua. esto es debido a la alta densidad y un buen flujo de partículas, según avanza la reacción, la capa de material combustible particulado pueden ser en sí mismo lentamente hacia abajo por su propio peso, la siguiente capa de reducción suplementaria y la capa de óxido para asegurar una gasificación estable.
2.3 modo de puesta en marcha
Además de las características de funcionamiento, sistema de gasificación gasificador de inicio rápido es una de las tecnologías clave, ya que el impacto del rendimiento de arranque en frío contaminación planta de gasificación para el medio ambiente cuando empezar y facilidad de uso. Cuando el gasificador inicio del gas debido al gas de la quema incompleta bajo valor calórico no sólo puede ser ventilado a la contaminación del medio ambiente del aire ambiente, y por lo tanto el tiempo de arranque del gasificador lo más corto posible; comienzo del tiempo es corto aparato de gasificación capaz de alcanzar rápidamente una producción de gas en estado estable, sino también la facilidad de uso del horno de gasificación cuando el gasificador horno de arranque en frío, con un primer horno de leña generalmente combustible, la temperatura del horno y el tiempo directamente afecta a los efectos aperturas. la Fig. 6 es un horno de gas inicial y el tiempo de los resultados de tiempo, el ensayo se detiene después de cada tiempo para alcanzar el horno inmediatamente añadir la madera en el inicio estado añadiendo material particulado y iniciar el cronometraje, el gas generado por la producción inicial de inicio gas no inflamable para ser considerado plenamente a partir extremo en el funcionamiento normal del inflamable .
Puede verse en la figura, el más largo es el tiempo que el horno es más corto el tiempo de inicio, por lo tanto, a fin de acortar el tiempo de arranque se reduce las emisiones de escape, que debe ser calentado suficientemente antes de la puesta en aplicaciones prácticas.
2.4 manera Fenghuo
Fenghuo también afecta al rendimiento de la conveniencia gasificador, como hornos de carbón, también se necesita una pequeña cantidad de aire a través del gasificador de biomasa tiempo Fenghuo para mantener la temperatura del horno. El nuevo descapotable gasificador, usando fuerza de succión natural del aire se introduce, y añadir una válvula para ajustar la cantidad de aire que entra en los principales factores de horno. Fenghuo que afectan el rendimiento del aire introducido en el horno y la cantidad de cantidad de alimento crudo, el efecto también se afectan indirectamente el rendimiento de aislamiento del banco hasta un incendio.
Las pruebas encontraron que durante el horno de gasificación banco de materias primas hasta un incendio si el exceso de humedad en la harina bruta hará que una gran cantidad de precipitación en el interior del gasificador cubierta de agua condensada, lo que lleva a la siguiente horno abierto no se inicia correctamente, pero la materia prima no es suficiente para proporcionar suficiente calor al gasificador durante el banco hasta un resultados de las pruebas de fuego muestran que el diámetro interior de 400 mm gasificador, si Fenghuo 10H, el equilibrio óptimo en la materia prima horno es 5 ~ 7 kg. en el horno durante cantidad Fenghuo de aire tiene una gran influencia sobre el efecto de la materia prima excesiva de aire Fenghuo resultará en la llama quemar con antelación ;. la pequeña cantidad de aire caliente generado por el horno de reacción para mantener la temperatura del horno es insuficiente, dando lugar a la misma llama El sistema adopta la válvula de ventilación DN20 cuando el fuego está sellado, y los resultados de la prueba muestran que el grado de apertura está entre 70% y 80%.
3 Conclusión
Este medio de desarrollo de diseño partículas de biomasa corriente descendente presión gasificador, utilizando la operación de presión, sin enfriar la combustión directa de purificación de gas, al tiempo que mejora el aislamiento térmico, alta eficiencia térmica y por lo tanto no la contaminación secundaria por medio de pruebas de gasificación explorar Optimización del funcionamiento del horno, los resultados muestran que:
(1) La adopción del método de alta temperatura y la combustión directa del gas de gasificación tiene una mayor superioridad, el alquitrán no precipita, y la contaminación secundaria se resuelve;
(2) Cuando la relación de equivalencia de aire está entre 0.22 y 0.23, la intensidad de fuego es mayor y la eficiencia de gasificación es la más alta en este momento;
Gasificador (3) un combustible particulado densa intensidad más alta, la operación más estable del gasificador, la moldura de la densidad del combustible, o el combustible de moldeo chatarra a granel debido a sus grandes poros, mala fluidez, y por lo tanto no es adecuado;
(4) Con el método de operación correcto, este sistema de suministro de energía de gasificación puede iniciarse rápidamente y puede lograr el fuego del sello.
Referencias
'1' Wang Huajun, Li Shulan, XF.HE, tales como la investigación y el análisis de la máquina de gasificación tecnología de diseño clave biomasa hogar 'J' Henan Science, 2001 (4): 19-23.
'2' Retin-chou, Shen Sheng fuerte, Cuijun Zhen, y el estudio experimental otro estudiante de lecho fijo sobre el rendimiento técnico de la unidad de gasificación de biomasa 'J' Henan Ciencia, 2006 (1): 33-35.
'3' Wan Renxin. '' Ingeniería de Biomasa 'M'. Beijing: China Agricultural Press, 1995.
'4' Zhang Ruiqin. Combustible derivado de la biomasa y sustancias químicas 'M.' Zhengzhou: Zhengzhou University Press, 2004.
