1、生物質(zhì)能
能源是經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，對(duì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展起著舉足輕重的作用，其供求日益趨緊，化石能源消耗迅速，生態(tài)環(huán)境不斷惡化，我國(guó)面臨著經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和環(huán)境保護(hù)的雙重壓力。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)儲(chǔ)量豐富、可再生性強(qiáng)、有利于改善環(huán)境的生物質(zhì)資源的開(kāi)發(fā)利用給予了極大的重視。
生物質(zhì)能，就是太陽(yáng)能以化學(xué)能形式貯存在生物質(zhì)中的能量形式，即以生物質(zhì)為載體的能量。它直接或間接地來(lái)源于綠色植物的光合作用，可轉(zhuǎn)化為常規(guī)的固態(tài)、液態(tài)和氣態(tài)燃料，取之不盡、用之不竭，是一種可再生能源。有代表性的生物質(zhì)如農(nóng)林業(yè)廢棄物、林場(chǎng)枝椏材、木材加工廠廢棄物。生物質(zhì)能作為新能源的重要組成部分，近年來(lái)，我國(guó)生物質(zhì)能開(kāi)發(fā)利用已初具規(guī)模，擁有一批成熟的開(kāi)發(fā)基地和研究設(shè)施。一些常見(jiàn)的生物質(zhì)原料見(jiàn)下圖
圖1. 一些生物質(zhì)原料
幾種生物質(zhì)原料工業(yè)分析數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。
表1. 常見(jiàn)生物質(zhì)原料的工業(yè)分析
2、生物質(zhì)氣化供熱
生物質(zhì)氣化技術(shù)簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是將各種低熱值固體生物質(zhì)能源資源通過(guò)氣化轉(zhuǎn)換為燃?xì)猓ò獨(dú)猓瑲錃?，甲烷，一氧化碳，二氧化碳的混合氣體），再提供熱能的技術(shù)。
3、公司的生物質(zhì)氣化供熱特點(diǎn)
采用生物質(zhì)氣化多聯(lián)產(chǎn)熱燃?xì)夤?，完全解決了焦油和木醋液的產(chǎn)生，避免了對(duì)環(huán)境的二次污染，降低了設(shè)備、配套設(shè)施和維護(hù)成本。同時(shí)也充分利用了熱燃?xì)獾娘@熱，使燃?xì)獾臒嶂档玫教岣?。生物質(zhì)熱燃?xì)馓娲济?、燃油和燃?xì)忮仩t供熱，提高了能源利用效率，改善環(huán)境質(zhì)量。
三、下吸式氣化爐制氣原理：
生物質(zhì)熱解氣化是指將燃料轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的熱化學(xué)過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中水蒸氣、游離氧或結(jié)合氧與燃料中的碳進(jìn)行熱化學(xué)反應(yīng)，生成可燃?xì)怏w。 生物質(zhì)氣化過(guò)程比較復(fù)雜，氣化反應(yīng)條件也各不相同但所有氣化反應(yīng)的過(guò)程基本都包括生物質(zhì)的干燥、熱解、氧化和還原反應(yīng)過(guò)程。
1）干燥層
氣化爐上層為干燥區(qū)，從上面加入的物料直接進(jìn)入到干燥區(qū)，物料在這里同下面三個(gè)反應(yīng)區(qū)生成的熱氣體產(chǎn)物進(jìn)行換熱，使原料中的水分蒸發(fā)出去，該層溫度為 200~300℃。干燥層的產(chǎn)物為干物料和水蒸氣，水蒸氣隨著下面的三個(gè)反應(yīng)區(qū)的產(chǎn)熱排出氣化爐，而干物料則落入熱解區(qū)。
2）熱解層
生物干物料向下運(yùn)行進(jìn)入熱解層，同時(shí)將生物質(zhì)加熱，當(dāng)生物質(zhì)受熱后發(fā)生熱解反應(yīng)。通過(guò)熱解反應(yīng)生物質(zhì)中大部分的揮發(fā)分從固體中分離出去，在500~600℃時(shí)基本完成，剩下木炭。熱解區(qū)的主要產(chǎn)物為炭、氫氣、水蒸氣、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、焦油及其他烴類(lèi)物質(zhì)等。
3）還原層
在還原區(qū)已沒(méi)有氧氣存在，在氧化反應(yīng)中生成的二氧化碳在這里同炭及水蒸氣發(fā)生還原反應(yīng)，生成一氧化碳（CO）和氫氣（H2）。由于還原反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，還原區(qū)的溫度也相應(yīng)降低，約為600~800℃。還原區(qū)的主要產(chǎn)物為一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）和氫氣（H2）。
4）氧化層
熱解的剩余木炭與空氣發(fā)生劇烈反應(yīng)，釋放大量熱量。由于是限氧燃燒，氧氣的供給是不充分的，因而不完全燃燒反應(yīng)同時(shí)發(fā)生，生成一氧化碳，同時(shí)也放熱量。在氧化區(qū)，溫度可達(dá)1000℃，反應(yīng)方程式為：
C+O2=CO2+△H △H=408.8千焦
在氧化區(qū)進(jìn)行的均為燃燒反應(yīng)，并放出熱量，也正是這部分反應(yīng)熱為還原區(qū)的還原反應(yīng)、物料的裂解和干燥，提供了熱源。
氣化實(shí)際上總是兼有燃料的干燥裂解過(guò)程。在實(shí)際的操作過(guò)程中，上述四個(gè)區(qū)域沒(méi)有明確的邊界，是相互滲透和交錯(cuò)的。所以在氣化爐出口，產(chǎn)出氣體成分主要為一氧化碳（CO），二氧化碳（CO2）、氫氣（H2）、甲烷（CH4）及少量共他烴類(lèi)，還有水蒸氣及少量灰分
四、工藝流程
生物質(zhì)原料通過(guò)螺旋加料機(jī)加入氣化爐，而氣化所需要的空氣通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)從氣化爐底部的配風(fēng)裝置進(jìn)入氣化爐內(nèi)，生物質(zhì)原料在缺氧狀態(tài)下燃燒生成可燃?xì)怏w和焦油，部分焦油在高溫下發(fā)生二次裂解為不凝性可燃?xì)怏w。熱分解析出的焦碳與燃燒產(chǎn)生的水蒸汽和二氧化碳進(jìn)行還原反應(yīng)，產(chǎn)生氫氣、一氧化碳等可燃?xì)怏w，在氣體上升過(guò)程中，繼續(xù)進(jìn)行還原和熱解反應(yīng)。氣態(tài)焦油、氣體連同灰渣顆粒、焦碳從氣化爐上部流出，進(jìn)入隨后的燃?xì)鈨艋蛛x裝置旋風(fēng)除塵器，進(jìn)入旋風(fēng)除塵器絕大部分灰渣通過(guò)旋風(fēng)除塵器從燃?xì)庵蟹蛛x出來(lái)。灰渣通過(guò)除灰裝置、灰輸送裝置輸送到合適的地點(diǎn)。旋風(fēng)除塵器分離出來(lái)的燃?xì)膺M(jìn)入燃?xì)饧訅貉b置，被壓送到鍋爐燃燒機(jī)完全燃燒。
由于燃?xì)鉁囟缺３衷诮褂偷哪c(diǎn)之上，自始至終焦油處于氣態(tài)，加之采用熱空氣配風(fēng)，避免了焦油的二次污染。
五、氣化爐結(jié)構(gòu)：
1、加料機(jī)
該加料采用皮帶輸送機(jī)上料。加料時(shí)將合格的木塊或木片等原料投放至輸送機(jī)皮帶上，生物質(zhì)原料經(jīng)皮帶作用輸送至爐頂，而后通過(guò)加料口進(jìn)入爐內(nèi)。
2、爐主體
爐主體由爐蓋、水夾套、爐篦、底盤(pán)裝置等部件所組成。
爐蓋由鋼板焊接而成。內(nèi)環(huán)板材料選用20g，外環(huán)板材料選用Q235，按照壓力容器有關(guān)規(guī)范焊接制作，能保證氣化站足夠安全。水夾套循環(huán)水箱相連，上下形成自然循環(huán)系統(tǒng)，起到降溫防止?fàn)t體高溫，保護(hù)爐體的作用。
底盤(pán)裝置包括爐箅與傳動(dòng)系統(tǒng)。爐篦固定在上部支撐滑道，我公司所配裝的爐篦是經(jīng)多年研究設(shè)計(jì)而成，可確保爐底布風(fēng)均勻；當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)爐篦同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，碳落到爐體底部，通過(guò)絞龍排出爐體。
3、出碳裝置
碳的排出采用螺旋輸送出灰，能有效防止漏氣。