秸秆气化事业的意义(1)

一、秸秆气化事业的意义:
用煤炭做饭取暖是我们的生活传统.随着科学技术的发展,用再生能源代替一次性能源是党和国家制定的可持续发展战略。

秸秆气化就是利用可再生的农作物秸秆做原料,通过高温处理转化成为清洁的燃气。

使用秸秆燃气做饭、洗澡、取暖、就像城市居民使用天然气一样方便、清洁，从而大大地提高了农民的生活质量。

在我们当地,每年的秸秆几乎都无法利用,堆在田间地头,待来年一火焚之。

这既是对再生资源的浪费,也造成了环境的污染,甚至焚烧秸秆极易造成山林火灾,给森林防火埋下隐患。

随着科技的发展,秸秆气化为这些秸秆找到了用武之地，可变废为宝。

近年来，国家对一次性能源的控管日渐严紧,煤炭价格日渐昂贵,用秸秆气化代替传统的煤炭是一项功在当今,造福子孙后代的善举。

二、秸秆气化集中供气工程的主要设施：
（1）土建工程：机组房、柴草储存库、气柜地基、输气管沟的开挖、回填及气站地面的硬化，道路的硬化及一切与集中供气工程配套的土建设
施。

（2）秸秆气化机组：它是整个系统工程的核心。

主要包括气化炉、净化装置、燃气排输机等。

净化装置又分干式净化、湿式净化、干湿结合净
化。

(3) 储气柜：它是整个系统工程中最庞大的的单项工程，投资最大的装
置。

它分干式容器式、湿式水封式。

它们的特点；
a)干式储气柜：无水，不怕结冰，适应于北方寒冷地带，它的原理就是
靠气体压缩来储存气体，因而它会增加燃气输送机的背压。

输送机的工
作负荷，随气柜压力增高而增大。

b)湿式水封式储气柜：靠钟罩位移实现燃气的存储和释放，输气压力几乎
是恒压，并且水槽中的水还可以参与循环降温，一般的化肥厂、化工厂、煤气公司等，大都采用这种方式，但在冬季，水槽结冰问题要解决。

(4)地下管网（高架金属管）：
这项工程是燃气通往各家各户的枢纽。

一般情况下采用地下管网，一是
经济，二是安全，三是使用寿命长。

管网中设置有集水器，其作用是
收集管网中的冷凝水，也是地下管网不可缺少的部分。

(5) 户用燃气装置。

这是集中供气的终端。

整个工程的技术含量高，施工
水平，所配置所有设备都将在这里体现，集中供气工程的目的就是为
了在家里能用上燃气。

三、气化炉的结构特点及秸秆的块度对所产燃气质量的影响
1、秸气化的工艺过程：
秸秆---粉碎---输送机---气化炉---水洗降温《干法降温》---输送泵---脱焦器---水封《止回阀》---储气柜。

如图
2、秸秆气化的原理：
秸秆是炭氢化合物，在一定的装置中，缺氧燃烧，生成CO和H2，其表达式是C+H2o—吸热→CO+H2，气化炉产生CO和H2，实际上与过去烧煤炉产生火焰的原理一样，在煤炉的掏灰口，泼进一瓢水，煤炉口立即窜出火焰。

这一现象就是C+ H2O─吸热→CO+H2的.反应，利用的热量是C+O2—放热→CO2而氧气来源是空气。

目前我国推行的秸秆化炉大都是固定床下吸式，都是利用空气作为催化剂的，而空气中含量第一的是氮气，所产可燃气体一半以上是N2和CO2。

因而，我们使用的秸秆燃气实际上是一种低热值煤气。

同时，也因为它造价低，生产方便，被越来越多推广到农村使用。

3、气化炉的结构对所产燃气的影响、、
尽管秸秆燃气是一种低热值煤气，但根据气化炉的结构形式不同，所产燃气的热值也会有较大差异，现介绍一种普通形式的气化炉。

如图、
在这种气化炉上设置有加水口，蒸气发生器，蒸气加热室。

目的是把水以高温蒸气的形式供给气化炉中参与反应。

由于气化反应是吸热反应，炉中就必须获得较高温度来满足气化反应的需要，而燃烧可燃气体，固然可以释放热量，使炉温提高，但生成CO2，废气中的氮气也乘虚而入，使所产燃气可燃气体含量下降。

为改善气化炉的反应气氛，在炉上设置有空气预热器，并且，炉内用耐火材料烧铸一层保温层，使炉内热量不向外散发。

炉内进入的蒸气与空气由于预热，体积澎涨，再加上所产燃气，炉内从原来刚点炉时的负压，逐步变成微负压，微正压，于是气化炉就有了抵外来空气侵入的能力，所产燃气中的可燃气体含量增加，CO2和N2等废气相应降低。

这样，气化炉在运行中就具有了自我完善功能。

在刚点炉时，炉温很低，从炉温很低，从炉的观口进入大量冷空气，此时燃烧，给气化炉和炉中的燃料提供热量。

10分钟后，炉温达到正常温度，进入炉内的空气变少。

当炉温很高时，炉内气体和水蒸气压强增高，空气不能进来，而炉的反应继续吸热，炉温就会下降。

当炉温降低时，炉内气体压强会降低，外来空气容易进入，燃烧可燃气体给气化炉提供热量。

还有一种不外加水的气化炉，它是依靠秸秆中所含水分及空气中所含水份来作气化剂的，还有的专家认为此反应为3C+2O2→2CO+CO2，这种反应一边吸热一边放热，这个反应看不到H2的来源，事实上，H2在秸秆燃气中的含量占据近一半。

燃料的块度对燃气质量的影响
在气化炉中气化的燃料，既要有一定间隙，获得透气性，又不能间隙过大。

因为碳与氧反应是在一定距离条件下反映的。

若超过了这个距离，碳不能与氧反应，那么氧不被消耗掉，混合与燃气当中，轻者造成燃气燃烧，形成废气，重者造成气化炉回火。

由于秸秆气化事业的发展，秸秆气化炉的技术含量也在不断提高，2001年国家规定秸秆燃气的热值不能低于4600KJ/NM3，有的实际上可以达到7000 KJ/NM3。

四、几种焦油净化的方式：
（1）湿式净化装置; 湿式净化
也称水洗法净化。

用水直接与燃气混合，使燃气温度下降，焦油遇到降温时，从气体状态转化成液体状态，转化成液态的焦油，因其自身密度较大，与气体分离或遇水滴碰撞被打下。

工业煤气的主要净化方法就是利用竖塔洗涤器。

这种洗涤器结构结构简单，制造方便运行稳定，在保证充足的洗涤用水前提下，效果良好，再加上其它过滤措施。

焦油净化可以达到国标。

如图所示
它的工作原理是：刚出炉的可燃气体，温度约400℃左右，从塔的底部
进入，碰到塔中设置木栅后被打散，而从上部喷头下来的冷却水也碰到木栅，至上而下与燃气遇合，从而把燃气所带的温度传递给水。

刚从炉中出去燃气中的焦油是以气体状态存在并随燃气一块流动，若遇降温，焦油立即由气态转为液态。

此时，转为液态的焦油，随冷却水一块流走。

、
但是，因为燃气在出炉时温度较高，遇水突然冷却，焦油形成小颗粒状，使参与净化的水，迅速混浊，受到污染。

带来了水处理的问题。

净化焦油的水不能浇地，不能饮用，必须经过水处理后才能重新使用或直接排放。

（2）干法净化装置。

干法净化是指燃气的冷却不与水直接混合，用热交换器，将燃气的热量传递给冷却水，土话说，水走水路，气走气道，隔皮冷却。

焦油在冷却过程中从气态转化成液态。

当气体温度降至35℃以下时，焦油完全转化液态。

同样，转化成液态焦油密度增大，容易与燃气分离。

干法除焦油不污染水，是环保型脱焦庄置。

但是，这种装置技术含量较高，制造复杂，其中，早年其它厂家生产的干法脱焦器，使
用时间不超过半年，就自己堵
死了。

成为秸秆气化史上一次
败笔。

分析其原因是其结构不
合理。

装置中采用的列管，管
经很小，采用1寸半无缝管，随着焦油形成，粘附到管壁上，这些焦油又被源源不断的热燃气烘干，形成干巴，这层干巴一方面起隔热作用，降低降温效果，另一方面干巴不会
自动流下，逐步积多，从而堵死气道。

既然干法脱焦，好处多，不污染水，有没有不堵死气道的热交换器。

下面介绍板式冷凝器。

这种热交换器（冷凝器）进气的
气道是钢板拼制而成，其面积很大，
且气道也很大，散热面积大，可增
强降温效果。

气道大，使燃气流速
变慢，使热交换时间充分。

气道是
列管的上百倍，冷却壁上形成的焦
油根本不会堵塞气道。

（3）文氏管脱焦器： 当焦油从气体状态转化成液体状态后一部分因自重落下来与燃气分离。

而相当
一部分仍随燃气流动而漂移。

我们希望，
燃气往前走进气柜，走到家户，而焦油
留下来。

文氏管就可以实现这一点。

单个焦油颗粒很人，人眼看不见，它能
在气体中飞行，也同石头一样，石头不会飞，但石头粉会飞。

这是因为一块石头的重量与其表面积之比很大。

文氏管能将单个焦油颗粒在压力差的作用下相互聚拢，逐步凝结，形成抱团，当重量大到一定程度时就飞不动了，从而与气体分离。

总之，通过降温，焦油从气态形成液态，通湿法，干法、过滤法，文氏管法等，都能将它除去，从而燃气得到净化。

五、秸秆气化集中供气系统安操作规程：
（一）机组的安全操作规程：
1、进气化炉的材料块度水份。

棒关块度要求：1-30mm长度小于150mm
水份小于18%（自然状态下干柴）
2、机组运行前，必须检查认定无误的部位及装置。

A、输送泵机以前各通气阀门掏焦口，排灰口，必须关闭严密。

B放空阀必须处开放位置。

C、通向气柜的阀门必须处关闭位置。

D、运料机空试转；E输送泵机空盘车；F 水封器的水位处规定高度。

3、对气化加料的要求（1）气化炉下部要装填的材料，一要均称，致密。

上部加料要装填较易燃的材料。

（2）装料高度距离炉上盖约300mm。

（3）、点炉：将废纸或易燃物点燃投入气化炉中，开启燃气输送泵，约1至5分钟，试点观察灶。

若，观察灶被点燃，先打开通向气柜的阀门，再关闭放散阀门，次顺序不准颠倒。

（4）运行中的注意事项。

A运行中各通气阀门掏灰口，掏焦口，不准打开。

B炉中加料要勤，保持料位高度。

C要勤拔火避免空洞发生。

6、停机时要做好的几项工作。

（1）准备停机前，先停止加料（2）炉中剩余燃料高度，既不能太高，也不能太低，高度控制在300-400mm之间。

特别警告料层太低易烧坏炉篦也会导致回火危险。

（3）停机时，先打一放空阀再关闭通向气柜的阀（此顺序不能颠倒）而后停止输送泵运转，依次停止冷却水泵等。

（4）停机后要
做好的几项工作。

及注意事项A 停机后各掏焦口要打开，放出冷凝水及焦油。

在冬季应将各容器机器中的水放掉，以免结冰，B 停机后气化炉观察口不准关闭，不须接近，以免残余燃气回火伤人。

C 停机后，上料机及气化炉周围要打扫干净，不须堆放或残留燃料，以免引起火灾。

D 停机后机组房不得留人住宿，聚会等，以免残留燃气引起意外。

六、低压湿式气柜的安全使用:
低压湿式气柜的 设计和制造大都采用HG20517标准,这种气柜无运行成本,但在运行当中要注意如下事项。

如图
1、 水槽中的水不得随意
放掉,水槽中的水位
是决定储气部分的钟
罩上升高度,如果放
掉水不仅会使钟罩无
法上升,还会吸扁钟
罩造成事故.水槽中
水却因特殊情况必须
排放的,需请设计部
门技术人员到场指挥.
出气柜防水大修需按照下列步骤进行，A 放水前打开手动放散阀、钟罩顶部盖、进气阀（这些不打开会吸扁钟罩造成事故。

B 修好
排水道或导流渠。

C 待水放完后，两小时内不得进人，以免吸入
残留气体造成中毒。

2、气柜设置的配重块不得随意增减,气柜中的下配重在气柜升至极
限高度时，起到抗风作用。

其原理是当刮风时，迎风边的下配重
块会出水面，失去水浮力，背风边的下配重会沉入水中得到浮力。

失去浮力的一边重力大，得到浮力一边的重力减少，所以就产生
了抗风能力。

气柜的配重是根据国家标准规定设计的，若增加上
配重的数量（下配重在水底，无法改动）会使钟罩形成头重脚轻
的状态，容易造成钟罩歪斜，脱轨。

若减少上配重的数量。

会造
成供气压力不足，影响居民做饭。

3、气柜钟罩有漏点，需要焊补时，必须严格按照下列方法进行。

A
放掉气柜中储存的燃气。

B打开钟罩顶部人空或窥视口盖。

打开
盖时，由2名工人完成，其中一人作为监护，并在上风向工作，C
开启输气泵，向钟罩中输送空气，开启时间1小时，然后停歇一
小时，而后再开启一小时，反复三次，确认无残留燃气后方可焊
补。

D焊补上人时只准一人在钟罩顶部，焊补开始后，其他人员
方可站在钟罩顶上。

4、气柜进人工作时，水槽脚踏板上，不准放置可移动的物品，以免
滑落伤人。

5、在冬季要做好防冻工作。

冬季气温较低，低压湿式气柜除了设置保
温墙以外，还应注意气柜结冰，一旦气柜结冰会卡住钟罩，不能上下，运行非常危险，在冬季运行时，每天要将薄冰破除并清理出水槽。

当
已结冰卡住钟罩时，要先破冰再运行。

千万不要硬输气，那样不仅会
使燃气压力骤然上升，还会危及用户，危及机组，危及气柜。

七、地下管网管径的设计方法及使用维护规
程。

1：管径的设计方法：
一般来说：每户平均在40分钟内做好一顿饭，约毫2M3燃
气，也就是说，一户在2400秒钟的时间内耗气2m³.这就是
每户的耗气量，按这种计算方式我们很容易得出全村在做饭
高峰期时的总耗气量以及各街道上分布住户的耗气量。

这个
耗气量应等于输气管的输气量。

《输气管的输气量等于管的截
面积乘上燃气流动的速度》。

有人会说：我们村都用大火做饭、
炒菜。

是否能用，这里还有一个同时开启率。

，注：
在400mmH2o压力下，燃气流速为8-12m/秒《取平均值流速10M/秒》Q总用气量=2M3/2400秒X户数=Q总过气量=丌D2/4X10M/秒
户数
管径的计算方法是：D2= ----------------
3000丌
2：地下管网的使用维护规程：
（1）管网中设置的的集水器必须定期放水。

放水时必须2人同时在场，一人工作一人监护。

放水前打开集水器井盖，必须自然通风30分钟。

（2）若管网中有积水，需通知设计单位或施工单位前往处理。

（3）如果官网被挖断或压断（扁），要及时停气，并在楼起点10m半径内
禁止明火，停气时间大于2小时候，方可进行修补。

（4）管网需要新增加用户时，需经过设计的单位许可。

不准随意在管网上增加用户，以免造成支管线供气不足。

（5）在部有管网的地方施工时，应设法保护输气管线。

八、户用燃气装置安全使用说明
A、燃气设备的安装：严格按照NY—443—2001规定，燃气表与灶的高
度不小于0.5m。

燃气灶必须有正规厂家生产并附【生产许可证】，在
装箱单中应有说明。

B、燃气灶关闭时，应先关闭表后阀，再关闭灶上开关。

以免管道中剩
余燃气泄漏。

C、通道厨房的燃气管，不得穿越卧室，浴室等长时间有人活动的室内，
安装秸秆气的室内不得住人。

D、按2008年5月1日起执行的新标准，家用燃气灶具必须有自动关
闭装置。

E、秸杆燃气灶不能使用在除秸秆气的其它气体上（包括天然气、水煤
气、沼气等其他可燃气体）应置于离家中其它灶具较远的位置。

后附：JMQ-3型秸秆气化机组使用说明书。