户用型上吸式生物质气化炉的发展与改进

户用型上吸式生物质气化炉因其结构简单、使用灵活、操作方便和成本低等特点在中国农村地区拥有广阔的应用前景,但在目前实际推广应用过程中仍存在原料适应性差、气化气热值偏低、焦油和水分含量高及产气不稳定等较多关键技术难题。该文简要介绍了上吸式气化炉的工作原理,概括总结了中国户用型上吸式气化炉研究和应用现状,全面分析了其存在的问题及产生的原因,并从严格原料规范、优化气化炉结构和运行工况、加装焦油处理装置及创新气化炉气化机理等方面提出了一些可行的解决措施,可为其进一步发展和改进提供指导。

上吸式生物质气化炉焦油成分的分析

文章在10 KWth上吸式生物质气化炉上进行木屑的气化实验,通过改变床层高度和气化剂空气的量,将产生的生物质焦油进行取样。经GC-MS分析得出上吸式气化炉焦油的主要成分为初级和二级焦油,其中以酚类焦油所占比重最多,大约为总量的38%~60%;在同样床高的条件下,随着空气量的增加,酚类焦油含量有所降低,但仍然是焦油中比重较大的。

生物质气化炉供风器的流场模拟及试验

利用计算流体力学(CFD)技术对用于气化炉供风的梅花形和环形两种供风器的流场进行数值模拟和流场对比分析,并对分别装有这两种供风器的生物质上吸式气化炉系统的反应床层温度和产气成分等气化性能进行测试比较。结果表明:环形供风器供风时,其流场没有漩涡,主管风速和各支管风速衰减方向相逆,使供风互补趋于均匀并形成较大的供风平面;梅花形供风器各管道内流场则均存在漩涡且风速不均匀现象。气化性能试验也进一步验证,与梅花形供风器相比,环形供风器供风时,气化反应床层温度显著升高,且温度波动平缓,CO和H_2气体含量也明显提高,产气热值有效提高。说明环形供风器改善上吸式气化炉的供风均匀性以提高气化性能是可行的。