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技術資料

氣化過程介紹
2014-02-28 21:37:19

生物質氣化、煤氣化、垃圾氣化)氣化是一個相當復雜的熱化學過程。把氣化爐嚴格的分成單獨的區域是不現實的。但不管怎樣,介紹概念也是必不可少的。簡單的說氣化過程在同一時間在氣化爐的不同部分同時反應,這個四個層分別為干燥層,裂解層,氧化層,還原層。

干燥層
生物質原料通常含有5-35%的水份,有的原料水份高達50%以上。在氣化爐的干燥層中,在溫度超過100度后,生物質原料里的水份轉變成蒸汽。但在干燥層,生物質原料本身不分解。

裂解層
裂解的原理是生物質在沒有氧氣的條件下受熱發生的熱分解過程。熱解的產物有三種,固體,液體(焦油)和氣體。這三種產物的比例是根據每張生物質原料的組成和操作條件的不同而發生變化的。在熱解過程中也有氣體產生,但是氣體的熱值較低通常在3.5-8.9MJ/M3。根據我公司無錫市特能機電有限公司的經驗,不管生物質氣化爐如何設計,裂解層總在低溫區域進行并產生可凝結的碳氫化合物。

氧化層
氧化層我們通常加入空氣(即氧氣)和水蒸氣,這里要說明的事空氣中的氮氣在這里不與原料發生反應。氧化層的溫度通常在700-2000攝氏度。

在氧化層,生物質原料中的碳與氧氣發生了氧化層的作用是為氣化層提供熱量和CO2和H20。

C + O 2 = CO 2 + 406 [ MJ/kmol]
在這個反應中,12.01公斤的碳和22.39立方的氧氣相遇后充分的燃燒產生了22.26立方的二氧化碳和392.8MJ的熱量。

 

另外原料里的氫與空氣中的氧氣發生反應產生水蒸氣和釋放熱量。
H 2 + ½ O 2 = H 2 O + 242 [ MJ/kmol]

還原層(通常也講氣化層)

在還原層,在缺少氧氣的條件下一系列高溫化學反應在這里發生。主要反應如下。

CO 2 + C = 2CO - 172.6 [MJ/kmol]

C + H2 O = CO + H 2 - 131.4 [MJ/kmol]

CO 2 + H 2 = CO + H 2 O + 41.2 [MJ/kmol]

C + 2H 2 = CH 4 + 75 [MJ/kmol]

 

由于氣化的主要氣體成分為H2和CO,所以從這些主要過程中發現還原層需要大量的熱量。所以在這個過程中溫度相應的降低。

關鍵詞生物質氣化、煤氣化、垃圾氣化 www.myf8888.com


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