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三種常見氣化爐技術優缺點對比分析
目前市場上主流氣化爐分為流化床、上吸式固定床和下吸式固定床。
以下從(原料適應性,產氣量和燃氣熱值,設備環保,設備能耗,穩定性和安全性)幾個方面進行綜合說明
一 流化床氣化技術
1. 流化床對原料的要求比較高,其反應原理決定了投料的顆粒必須為輕質可飛起的物料,因此形狀較大的生物質原料必須先破碎,增加了運行成本,也降低了原料的適用范圍;
2. 流化床具有產氣量大的特點,但所產燃氣熱值不高,氣化效率比較低,一般只有50%左右,運行成本比較高;
3. 流化床所產燃氣溫度比較高,一般出口溫度在800度左右,目前一般都是采用噴水冷卻,這樣會造成大量污水,這也是目前為為何國內大量流化床案例關停的原因。
4. 流化床所產燃氣粉塵很多,由于爐內和管道內為高負壓,因此100%的灰都從爐內被負壓抽出,其中65%左右的大顆?;铱梢酝ㄟ^旋風除塵器除去,還有35%的灰則需要大量的噴淋水來沖洗,會造成循環水的污染,同時由于氣體內含有焦油,焦油也會同時被沖洗后混合進去污水中,很難處理。焦油還會和炭灰凝結在一起,造成管道容易堵塞,降低了設備運行成功率;
5. 一般系統都配置有除焦專用系統,但是由于流化床出氣溫度太高,無法達到焦油處理的合理溫度(150度以內),因此需要水洗冷卻,但是如果水量不夠會造成粉塵洗不干凈的問題,水量太大又會導致燃氣溫度太低,不能滿足電除塵設備的合理運行溫度,設備效率大大降低,導致燃氣中焦油含量偏高,影響機組運行
二 上吸式固定床 氣化技術
1. 舊式上氣定床式反應溫度低,一般只有450度~750度左右,因此所產燃氣熱值較低,燃氣中含有焦油比較高;
2. 舊式上氣定床對于料層高度,料層反應均勻性無法得到 和穩定的控制,因此產氣不穩定,燃氣熱值也不穩定
3. 舊式上氣定床由于是上氣式原理,所產燃氣沒有炭灰,只有少量粉塵,但是由于控制原理也是負壓控制,造成了原料粉塵被大量吸走,粉塵比較多;
4. 舊式上氣定床一般也是采用水洗冷卻模式,因此對水也會造成污染;
5. 由于設備自動化程度低,因此對于設備的穩定性會造成影響,運行成功率比較低;
三 下吸式固定床 氣化技術
1. 下吸式樣固定床反應溫度中等,一般能達到650度左右,但是它的原理是所產燃氣需要逆向從反應層中經過,因此一部分燃氣會在爐內被消耗掉.導致產氣溫度較高,燃氣熱值較低,耗料多;
2. 舊式下氣定床對于料層高度,料層反應均勻性同樣也無法得到 和穩定的控制,料層會造成累積誤差,因此產氣不穩定,燃氣熱值也不會穩定,越抽越少;
3. 下氣式固定床由于所產燃氣需要通過高負壓從爐內的灰層中抽出,因此所產燃氣會含有大量的粉塵,燃氣管道容易堵塞,同時粉塵里面還有高硬度碳化硅(SiC),硬度高,容易對機組造成嚴重磨損,降低機組壽命,因此對除塵要求非常高,但是這樣會造成大量的水污染,會增加運行成本;
4. 由于燃氣經過了高溫層,所產燃氣溫度比較高,一般在450度左右,需要采用噴水冷卻,大量的熱能都被水帶走,因為燃氣中含有大量炭灰和焦油,因此無法直接轉換成余熱,熱能利用率較低;
5. 由于設備自動化程度低,無法實現全自動化運行,對設備的穩定性會造成影響,運行成功率不高,一般運行十天半個月就會出現問題;
6.此爐型空氣量進入無法有效控制,會導致燃氣中含氧量超標,如使用電除塵等靜電設備進行燃氣除焦,那非常危險,安全性得不到保障(有強大的科學理論依據支持)。
四 HG-BGS旋轉式通用固定床 氣化技術
HG-BGS氣化爐是傳統上吸式固定床改良版,結合了各種爐型的優點,進一步進行開發的爐型,以下是其特點:
1. 設備自動化程度高,全線無需人工操作;
2. 無采灰刀設計,簡化結構,降低故障率;
3. 無爐底板設計,杜絕爐底板因結焦而導致堵塞或者因高溫原因爐底板變形等問題,降低維修率和更換爐底板的成本消耗;
4. 產氣量、燃氣輸出壓力、氣化效率,生物質炭含炭量都可調節;
5. 設備自產蒸汽,爐溫可控,燃氣熱值比常規爐型高50%以上;
6. 進料有序,料位設定后自動運行,無噪音,無泄露,環??煽?
7. 爐壓為正50pa設定,粉塵含量低;
8. 原料適應范圍廣(種類和尺寸),不同原料可在同一爐型上分批使用;
9. 出炭系統設計合理,炭完整度高,經濟價值高;
10. 運行率高,可靠性好,爐臺無耐火磚設計,系統總體維修率低,年1~2次,維修耗時短,2-3天;
11. 拼裝式設計,安裝方便,工期時間短。
12. 安全性100%,其安全性表現為如下:
(1) 氣化爐為全密封設計,密封形式為水封和水閥門形態,全線無硬鏈接閥門,不存在由于閥門卡死,導致泄壓不及時的問題,當氣化爐壓力過高時,只會有冷水溢出,泄壓反應非常迅速,泄壓能力非常大;
(2) 氣化爐在運行中,爐內壓力自動控制為微正壓,使得外界的氧氣無法進入爐內,能主動控制系統中的含氧量保持在安全范圍內,一般保持在0~0.05%;
(3) 如需對燃氣進一步除焦處理,系統會配置有一套氣體含氧量在線檢測系統,作為雙保險措施,實時在線檢測可燃氣的含氧量,當含氧量有升高趨勢的時候,系統會報警和自動切斷靜電除焦設備的電源;
(4) 設備全部電機都為防爆配置,杜絕一卻隱患;
(5) 當燃氣出口壓力超過設定壓力,系統會自動減少產氣量至停機,不會因燃氣壓力過高而導致燃氣泄漏造成安全隱患和浪費,如遇到由于停電或者壓力傳感器失效而導致的氣化爐失控,爐內超壓的氣體會通過泡沫塔自動泄壓。