| 标题 | 一种新型生物质水冷炉排 |
| 范文 | 李旭东 钱一程 张伟刚 摘 要：目前国内的水冷炉排大多为水冷振动炉排，因其突出的防结焦性能被广泛运用于生物质锅炉中，但是其结构复杂，连接件和轴容易受冲击损坏等特点也令人烦恼。本文介绍的则是一款夹套型的水冷炉排，将水冷夹套与常规链条炉排结合起来，来实现水冷，从而降低炉温控制生物质气化气体的热值，以及焦油的产生。 关键词：水冷炉排；生物质气化；夹套型；链条炉排；焦油 1 概述 我国是能源大国，目前主要的能源燃料为煤炭和石油。由于近年来能源形势越来越危急，环境污染也越来越重，国家对新能源的使用也越来越重视。生物质成型燃料作为高效清洁能源，逐渐被市场所认可，被广泛应用于生产与生活中。[1]生物质气化属于生物质燃料的二次开发，在缺氧的燃烧环境中，使得生物质燃料气化形成可燃烧的可燃气体。在气化过程中，气体热值偏低，焦油的产生等问题一直困扰着生物质气化的推广。本文中介绍的夹套型水冷炉排在减少焦油和提高热值方面有所成果。 2 水冷夾套炉排的设计背景 根据安徽安粮明太新能源科技股份有限公司需求，经商量决定设计并生产一台全夹套水冷式炉排作为生物质汽化炉使用。 3 水冷夹套炉排的结构设计 炉排结构详见图1、图2。 （1）炉排采用链条转动炉排，由减速机带动链条匀速转动，炉排片采用耐高温材料。炉排风室进口设有可调节挡板用以调节风量控制燃烧情况和炉温。 （2）炉排前后设有两个落渣回收装置，后落渣设有水冷夹套用以回收余热。 （3）炉排的水冷夹套主要分为6个循环。进料口，前水冷夹套和前上水冷夹套为一个循环。左侧水冷夹套为一个循环。右侧水冷夹套为一个循环。后部水冷夹套和后上部水冷夹套为一个循环。炉排底部水冷夹套为一个循环。后落渣水冷夹套为一个循环。水冷夹套由钢板与槽钢焊接而成，中间均匀分布圆钢用以加强夹套。暴露在炉膛内的水冷夹套表面均匀布置Y型抓钉，浇筑耐火混凝土避免钢板与火焰直接接触。两侧及上部水冷夹套部有适量的观察孔，测温测压孔以及炉门，用以观测和调节炉内燃烧。两侧及上部水冷夹套以槽钢加以固定支撑。 （4）燃气出口及防爆门设置在炉膛中上部。 4 生物质汽化的过程 生物质汽化过程是成型生物质燃料经过干燥，预碳化，热解，燃烧等阶段将固体燃料变为可燃气体的过程。 成型生物质燃料从进料口进入高温炉膛内，由于炉排转动缓慢，在炉排前端进行进一步干燥将水分蒸干，之后燃料中的半纤维素等不稳定成分开始分解进入预碳化阶段。随着生物质燃料逐渐靠近主燃区温度升高，燃料逐步分解为甲烷、乙烷、醋酸、焦油等物质。当温度超过450°继续升高达到600～700°时，则进入燃烧阶段，此阶段产生的燃气热值较高，焦油能够通过燃烧进行消耗，从而达到净化燃气的目的，提高汽化效率，避免损害燃烧设备，保障燃烧器的使用寿命，安全运行。[2] 5 水冷夹套炉排的优势 （1）此水冷夹套炉排集成度较高，占地面积小。目前市面上的汽化炉结构形式复杂，配套的净化系统主要有水洗系统、过滤系统、催化裂解系统。占地面积大耗费资源多。 （2）燃气净化优势。水洗过滤法，会导致一定的环境污染，污水需要经过处理才能排放耗费资金。裂解需要高温，提高反应温度，会对燃气热值有一定影响。此水冷夹套炉排是通过6个水循环改变水的流速以及对风门的调控，来精确控制炉温，使得炉温就控制在一定的温度，让焦油充分燃烧来达到净化效果。[3] 6 结语 我国作为一个农业大国，农作物秸秆等生物质资源丰富，大力发展生物质气化技术对于改善农民生活环境，增加农民收入以及治理环境污染等方面具有积极的作用，生物质汽化技术也为能源的可持续利用给出了一个方案。目前生物质气化应用最多的领域是集中供气以及中小型气化发电，部分用于工业锅炉供热。本文介绍的水冷夹套炉排亦可看做为一台小型汽化炉，在实际运行中效果满足运行要求，后续会根据运行状况和技术条件进一步优化改进。 参考文献： [1]林维纪，张大雷.生物质固化成型技术及其展望[J].新能源，1999，21（4）：16-17. [2]赖艳华，等.生物质热解汽化中焦油生成机理及其脱除研究[J].农村能源，2001（4）：16-19. [3]刘国喜，等.生物质可燃气的净化[J].农村能源，2000（1）：18-21. |
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