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三種常見氣化爐技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比分析
目前市場(chǎng)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(yīng)性,產(chǎn)氣量和燃?xì)鉄嶂?,設(shè)備環(huán)保,設(shè)備能耗,穩(wěn)定性和安全性)幾個(gè)方面進(jìn)行綜合說明
一 流化床氣化技術(shù)
1. 流化床對(duì)原料的要求比較高,其反應(yīng)原理決定了投料的顆粒必須為輕質(zhì)可飛起的物料,因此形狀較大的生物質(zhì)原料必須先破碎,增加了運(yùn)行成本,也降低了原料的適用范圍;
2. 流化床具有產(chǎn)氣量大的特點(diǎn),但所產(chǎn)燃?xì)鉄嶂挡桓?,氣化效率比較低,一般只有50%左右,運(yùn)行成本比較高;
3. 流化床所產(chǎn)燃?xì)鉁囟缺容^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(huì)造成大量污水,這也是目前為為何國內(nèi)大量流化床案例關(guān)停的原因。
4. 流化床所產(chǎn)燃?xì)夥蹓m很多,由于爐內(nèi)和管道內(nèi)為高負(fù)壓,因此100%的灰都從爐內(nèi)被負(fù)壓抽出,其中65%左右的大顆?;铱梢酝ㄟ^旋風(fēng)除塵器除去,還有35%的灰則需要大量的噴淋水來沖洗,會(huì)造成循環(huán)水的污染,同時(shí)由于氣體內(nèi)含有焦油,焦油也會(huì)同時(shí)被沖洗后混合進(jìn)去污水中,很難處理。焦油還會(huì)和炭灰凝結(jié)在一起,造成管道容易堵塞,降低了設(shè)備運(yùn)行成功率;
5. 一般系統(tǒng)都配置有除焦專用系統(tǒng),但是由于流化床出氣溫度太高,無法達(dá)到焦油處理的合理溫度(150度以內(nèi)),因此需要水洗冷卻,但是如果水量不夠會(huì)造成粉塵洗不干凈的問題,水量太大又會(huì)導(dǎo)致燃?xì)鉁囟忍停荒軡M足電除塵設(shè)備的合理運(yùn)行溫度,設(shè)備效率大大降低,導(dǎo)致燃?xì)庵薪褂秃科?,影響機(jī)組運(yùn)行
二 上吸式固定床 氣化技術(shù)
1. 舊式上氣定床式反應(yīng)溫度低,一般只有450度~750度左右,因此所產(chǎn)燃?xì)鉄嶂递^低,燃?xì)庵泻薪褂捅容^高;
2. 舊式上氣定床對(duì)于料層高度,料層反應(yīng)均勻性無法得到 和穩(wěn)定的控制,因此產(chǎn)氣不穩(wěn)定,燃?xì)鉄嶂狄膊环€(wěn)定
3. 舊式上氣定床由于是上氣式原理,所產(chǎn)燃?xì)鉀]有炭灰,只有少量粉塵,但是由于控制原理也是負(fù)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(duì)水也會(huì)造成污染;
5. 由于設(shè)備自動(dòng)化程度低,因此對(duì)于設(shè)備的穩(wěn)定性會(huì)造成影響,運(yùn)行成功率比較低;
三 下吸式固定床 氣化技術(shù)
1. 下吸式樣固定床反應(yīng)溫度中等,一般能達(dá)到650度左右,但是它的原理是所產(chǎn)燃?xì)庑枰嫦驈姆磻?yīng)層中經(jīng)過,因此一部分燃?xì)鈺?huì)在爐內(nèi)被消耗掉.導(dǎo)致產(chǎn)氣溫度較高,燃?xì)鉄嶂递^低,耗料多;
2. 舊式下氣定床對(duì)于料層高度,料層反應(yīng)均勻性同樣也無法得到 和穩(wěn)定的控制,料層會(huì)造成累積誤差,因此產(chǎn)氣不穩(wěn)定,燃?xì)鉄嶂狄膊粫?huì)穩(wěn)定,越抽越少;
3. 下氣式固定床由于所產(chǎn)燃?xì)庑枰ㄟ^高負(fù)壓從爐內(nèi)的灰層中抽出,因此所產(chǎn)燃?xì)鈺?huì)含有大量的粉塵,燃?xì)夤艿廊菀锥氯瑫r(shí)粉塵里面還有高硬度碳化硅(SiC),硬度高,容易對(duì)機(jī)組造成嚴(yán)重磨損,降低機(jī)組壽命,因此對(duì)除塵要求非常高,但是這樣會(huì)造成大量的水污染,會(huì)增加運(yùn)行成本;
4. 由于燃?xì)饨?jīng)過了高溫層,所產(chǎn)燃?xì)鉁囟缺容^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?yàn)槿細(xì)庵泻写罅刻炕液徒褂?,因此無法直接轉(zhuǎn)換成余熱,熱能利用率較低;
5. 由于設(shè)備自動(dòng)化程度低,無法實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化運(yùn)行,對(duì)設(shè)備的穩(wěn)定性會(huì)造成影響,運(yùn)行成功率不高,一般運(yùn)行十天半個(gè)月就會(huì)出現(xiàn)問題;
6.此爐型空氣量進(jìn)入無法有效控制,會(huì)導(dǎo)致燃?xì)庵泻趿砍瑯?biāo),如使用電除塵等靜電設(shè)備進(jìn)行燃?xì)獬梗欠浅NkU(xiǎn),安全性得不到保障(有強(qiáng)大的科學(xué)理論依據(jù)支持)。
四 HG-BGS旋轉(zhuǎn)式通用固定床 氣化技術(shù)
HG-BGS氣化爐是傳統(tǒng)上吸式固定床改良版,結(jié)合了各種爐型的優(yōu)點(diǎn),進(jìn)一步進(jìn)行開發(fā)的爐型,以下是其特點(diǎn):
1. 設(shè)備自動(dòng)化程度高,全線無需人工操作;
2. 無采灰刀設(shè)計(jì),簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu),降低故障率;
3. 無爐底板設(shè)計(jì),杜絕爐底板因結(jié)焦而導(dǎo)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(chǎn)氣量、燃?xì)廨敵鰤毫Α饣?,生物質(zhì)炭含炭量都可調(diào)節(jié);
5. 設(shè)備自產(chǎn)蒸汽,爐溫可控,燃?xì)鉄嶂当瘸R?guī)爐型高50%以上;
6. 進(jìn)料有序,料位設(shè)定后自動(dòng)運(yùn)行,無噪音,無泄露,環(huán)??煽?
7. 爐壓為正50pa設(shè)定,粉塵含量低;
8. 原料適應(yīng)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(tǒng)設(shè)計(jì)合理,炭完整度高,經(jīng)濟(jì)價(jià)值高;
10. 運(yùn)行率高,可靠性好,爐臺(tái)無耐火磚設(shè)計(jì),系統(tǒng)總體維修率低,年1~2次,維修耗時(shí)短,2-3天;
11. 拼裝式設(shè)計(jì),安裝方便,工期時(shí)間短。
12. 安全性100%,其安全性表現(xiàn)為如下:
(1) 氣化爐為全密封設(shè)計(jì),密封形式為水封和水閥門形態(tài),全線無硬鏈接閥門,不存在由于閥門卡死,導(dǎo)致泄壓不及時(shí)的問題,當(dāng)氣化爐壓力過高時(shí),只會(huì)有冷水溢出,泄壓反應(yīng)非常迅速,泄壓能力非常大;
(2) 氣化爐在運(yùn)行中,爐內(nèi)壓力自動(dòng)控制為微正壓,使得外界的氧氣無法進(jìn)入爐內(nèi),能主動(dòng)控制系統(tǒng)中的含氧量保持在安全范圍內(nèi),一般保持在0~0.05%;
(3) 如需對(duì)燃?xì)膺M(jìn)一步除焦處理,系統(tǒng)會(huì)配置有一套氣體含氧量在線檢測(cè)系統(tǒng),作為雙保險(xiǎn)措施,實(shí)時(shí)在線檢測(cè)可燃?xì)獾暮趿?,?dāng)含氧量有升高趨勢(shì)的時(shí)候,系統(tǒng)會(huì)報(bào)警和自動(dòng)切斷靜電除焦設(shè)備的電源;
(4) 設(shè)備全部電機(jī)都為防爆配置,杜絕一卻隱患;
(5) 當(dāng)燃?xì)獬隹趬毫Τ^設(shè)定壓力,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)減少產(chǎn)氣量至停機(jī),不會(huì)因燃?xì)鈮毫^高而導(dǎo)致燃?xì)庑孤┰斐砂踩[患和浪費(fèi),如遇到由于停電或者壓力傳感器失效而導(dǎo)致的氣化爐失控,爐內(nèi)超壓的氣體會(huì)通過泡沫塔自動(dòng)泄壓。