秸秆汽化中焦油处理

秸秆汽化中焦油处理
第一篇：秸秆汽化中焦油处理
秸秆汽化中焦油处理
2014-5-6
一秸杆汽化燃气含有大量的气态焦油，气态水，焦油在300度以下开始凝结析出，随着管道的延长，温度的逐渐降低，大量焦油和水蒸汽混合，凝结，最终堵塞管道。

怎样解决焦油，水目前方法有3种
1，水洗，喷淋，生物质过滤。

且不说水洗会二次污染，参与过滤的生物质需经常更换，就说这套净化设施的成本，和需要二次动力就阻碍了户用秸杆汽化炉的发展。

有说用离心式引风机能解决二次动力，以便完成水洗，试问：80瓦以下的引风机能配套吗，说是80瓦，在负荷时100瓦也要多，况且单一水洗根本不能完全解决焦油问题，还要有旋风除尘，低温过滤，静电除焦等一系列方法。

所以该方法只适合大型集中供气系统。

2.高温裂解每个秸杆汽化炉都有4个反应层，干燥，裂解，还原，氧化〈燃烧〉。

为什么我们的汽化炉产的气不纯净，含大量的焦油，水呢？不是我们的炉子没有还原反应层，而是气体在还原层停留的时间太短，温度有太低，满足不了完全还原条件而已。

现重点说还原反应：在还原层已没有氧气的存在，在燃烧反应中生成的二氧化碳在这里同碳，水蒸汽发生还原反应，生成一氧化碳和氢气这些可燃气体，还原层的主要产物为一氧化碳，氢气，这些热气体同燃烧层生成的部分热气体进入裂解层。

由于还原反应是吸热反应，在这里温度减低到700度左右。

由于水和碳的反应是可逆反应，温度低于700度时，水蒸汽与碳的反应速度极为缓慢，在400度时几乎没有反应发生，只有在800度开始，反映才会有明显增加。

热解过程包含许多复杂的反应，250度时的主要产物是co2,co,h2o,焦碳。

400度时又发生一些反应，生成co2,co,h2o,h2,ch4,焦碳，焦油。

温度继续生高到800度并有足够的停留时间时，出现二次反应，既：还原反应。

水和碳反应生成一
氧化碳和氢气，焦油裂解为氢，甲烷，轻胫类可燃气体和碳。

温度升到1000度时，还原速度达到顶峰，只须1秒时间。

目前我们的秸杆汽化炉产的气不纯净，不易点燃，就是这个还原反应的条件达不到，二次污染不说，气的热值也不高，所以户用秸杆汽化炉要在结构上变化满足还原反应的条件，产的气就是永不冷凝的，纯净的热值高的可燃气体。

并不象有些人说的焦油和水是世界难题。

高温裂解一论中指出：焦油，水的排放不仅二次污染，还降低了可燃气体的含量。

下吸式汽化炉也仅仅是少部分解决了该问题，它还需配备净化装置。

上吸的就不要再提拉。

原因就是在还原层的裂解温度不够。

高温裂解需要1000-1200度的高温。

这温度只有在氧化层《燃烧层》，才能达到，所以，高温裂解在理论上成立，在实验室也能达到理想效果，但，在实际的生产，加工，推广，老百姓应用中达不到理想效果。

为解决高温的瓶颈，采用催化裂解。

催化裂解就是在还原反应过程中加入催化剂，参与还原反应。

关于催化裂解的反应机理很复杂，不在赘述。

单说这催化裂解技术的应用：使用催化剂的最大目的是：把裂解还原的温度降低拉，就是说焦油在催化剂的作用下，只需750度的高温就开始急剧裂解，焦油裂解效率达百分之99，而在还原层的温度刚好满足催化裂解所需温度。

就是说催化裂解也需要高温，不过是利用自供热系统而已。

并不是象某些人说的低温裂解，在外置净化器内填充催化剂来裂解，这理论纯属忽悠，充其量不过是化学分解而已，与降温冷凝排焦并无二致。

催化裂解在750度温度以下并不能实现。

3.催化裂解焦油含量在0.02-0.05g/m，(标准状态下)范围内是可以接受的，但以目前的气化技术分析，在没有采用专门的焦油裂解设备情况下，大部分气化工艺中原始气体中焦油含量在2一50g/m3之间，净化系统的净化效果至少需要99％一99.9%才能达到气化要求，所以单一任何一种除焦过程很难满足气化工艺的要求，需要采用多净化过程相结合的除焦除尘工艺。

以目前的除焦技术看，水洗除焦法存在能量浪费和二次污染现象，净化效果只能勉强达到内燃机的要求;热裂解法在1100℃以上能得到较
高的转换效率，但实际应用中实现较困难;催化裂解法可将焦油转化为可燃气，既提高系统能源利用率，又彻底减少二次污染，是目前较有发展前途的技术。

①焦油催化裂解的原理。

尽管在生物质气化过程中采取各种措施控制焦油的产生，但实际上气体中焦油的含量仍远远超出应用允许的程度，所以对气体中的焦油进行处理，是有效利用燃气必不可少的过程，其中焦油的催化裂解是最有效、最先进的办法。

以往简单的水洗或过滤等办法，只是把焦油从气体中分离出来，然后作为废物排放，既浪费了焦油本身的能量，又会产生大量的污染。

而焦油热裂解却可把焦油分解为永久性气体，与可燃气一起被利用。

所以它既减少了焦油含量，又利用了焦油中的能量。

但热裂解需要很高的温度(1000-1200℃)，所以实现较困难。

催化裂解利用催化剂的作用，把焦油裂解的温度大大降低(约750一900℃)，并提高裂解的效率，使焦油在很短时间内裂解率达99%以上。

焦油的成分影响裂解的转化过程，但不管何种成分，裂解的最终产物与气化气体的成分相似，所以焦油裂解对气化气体质量没有明显影响，只是数量有所增加。

对大部分焦油成分来说，水蒸气在裂解过程中有关键的作用，因为它能和某些焦油成分发生反应，生成CO和H2等气体，既减少炭黑的产生，又提高可燃气的产量。

②催化剂的特点及选择。

生物质焦油催化裂解原理与石油的催化裂解相似，所以关于催化剂的选用可从石油工业中得到启发。

但由于焦油催化裂解的附加值小，其成本要求很低才有实际意义.所以人们除利用石油工业的催化剂外，还大量研究了低成本的材料，如石灰石，石英砂和白云石等天然产物。

③焦油催化裂解的工艺条件。

焦油催化裂解除要求合适的催化剂外，还必须有严格的工艺条件口和其他催化过程一样，影响催化效果最重要因素有温度和接触时间，所以其工艺条件也是根据这方面的要求来确定的。

④实现催化裂解工艺要求的关键。

对理想的白云石催化剂，裂解焦油的首要条件是足够高的温度(800℃以上)，这一温度与流化床气化炉的运行温度相似。

有关的实验表明，把白云石直接加人流
化床气化炉中对焦油有一定的控制效果，但并不能完全解决问题。

这主要是由于气化炉中焦油与催化剂的接触并不充分(因为焦油的产生主要在加料口位置，但即使循环流化床，加料口以上的催化剂数量也不可能很多)。

所以为了达到预期效果，气化和焦油裂解一般要求在两个分开的反应炉中进行，这就使实际应用出现下列难题。

a.气化炉出口气体的温度己降至600℃左右，为了使裂解炉的温度维持在800℃以上，必须外加热源或使燃气部分燃烧(一般燃烧份额为5%一10%)，这就使气化气体质量变差，而且显热损失增加。

b.不管裂解炉采用固定床还是流化炉，气化气体中灰分或炭粒都有可能引起裂解炉进口堵塞。

所以裂解炉和气化炉之间需增加气固分离口装置，但不能使气体温度下降太多，这就使系统更加复杂。

C.由于焦油裂解需独立的装置，而且由于高温的要求，裂解装置要连续进行(否则效率太低)，这就使催化裂解技术只适于较大型的气化系统，限制了该技术和适用性。

所以应用焦油催化裂解的关键，就是针对不同的气化特点，设计不同的裂解炉，尽可能降低裂解炉的能耗并提高系统热效率。

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燃料的热化学法与生物质制合成气
2009-8-11 9:33:41 标签：生物质燃料
由于化石燃料的枯竭和生态平衡的要求，近年来国际上又重新重视用热化学方法把生物质转化为高质量燃料，各方面的研究发展十分迅速。

与生物技术比较.它有高效率低成本和易于大规模生产的优点。

过去的木蒸馏技术主要生产木炭，是在750～
1350K的温度下进行的。

现在的生物质热化学转化法始于1927年，包含三步:第一，于燥以去除水分;第二，在无氧化剂存在的情况下加热到300一500℃，使生物质热解成碳氢化合物富集的气态混合物，油状液体和焦炭;第，这些产物再与适量的氧化剂(氧气，空气或水蒸气)反应，在一定压力下，转化成主要由CO和H2组成的气体。

去除杂质(主要是甲烷等碳氢化合物，焦油和颗粒状物质)后，分离它们就得两种
气体燃料。

然后由下述两种方法作进一步处理。

一是燃料电池法，即通过电化学的方式直接把这些气体的化学能转化为电能。

近几年来，中国科技大学固体化学与无机膜研究所研制出了高性能的中温下操作的新型陶瓷膜燃料电池(简称为IT-CMFC)，它可以直接把生物质气化产物〔氢、CO和CH4等)的化学能转化为电能，转化率可高达60 %。

它不仅可以开发成固定及分散式电站，还可以开发成用于车辆的移动电力源。

二是合成法，即调解(一般是加氢)这两种气体的比例，使其最适合合成特定物质〔例如合成甲醇需要CO:H2=1:2)，再通过催化合成就得液体燃料(甲醇、乙醇、醚，甚重油〕以甲醇为例，每吨木材用此法可产出100加仑甲醇，成本预计可达$0.50加仑($0.13/L)，大大低于目前的市场价:$ 1.30一1.80加仑($0.34～0.48/L)。

因此它不仅满足可持续发展的要求，还有极大的商业利润，很可能被广泛使用。

此外，生物质的转化还有快速热解和催化裂化法，即严格控制加热速率和反应温度，使生物质在催化剂作用下(也可不用催化剂)裂解成小分子化合物，它们再聚合成油类化合物，冷凝后即为生物质原油(biocrude)，可直接用它作燃油，也可以进一步精炼出更好的液体燃料或化工产品。

热化学转化过程可分为气化、热解和直接液化。

后两个过程有时易混淆，这里可以做一个简单的对比。

两者均为把原材料转化为液体产品的热化学过程。

对液化而言，原材料大分子在合适催化剂的作用下分解成小分子化合物。

同时由于这些小分子是不稳定和具有反应活性的，它们可重聚合成具有合适分子量的油类化合物。

而热解时，通常不需要催化剂，轻分解的组分可以通过气相中的均匀反应转化成油类化合物。

古埃及人木蒸馏技术得到焦油和焦木酸，用于防腐。

很长一段时期，木柴的热解用于生产木炭，它具有能量密度高、发烟少等特点，曾是理想的燃料，后来才被价格低廉的煤炭取代。

直到20世纪初，木蒸馏技术还大量用于生产可溶性焦油、沥青和杂酚油等有机化工原料，只是在石油化工兴起之后才衰落了。

静电法除焦油--秸秆汽化发电再生能源
2009-8-11 9:34:56 标签：气化秸秆
气化发电系统中的应用仍很少，但该技术应用于连续运行的生物质气化发电系统是可能的，而且除焦效果也较好，是今后中小型气化发电系统除焦的有效途径之一，值得进一步深人研究。

静电法除焦油的原理和一般煤炭气化系统的电捕焦器的原理相同，即是先把气体在高压静电下电离，使焦油雾滴带有电荷，带电荷的雾滴将吸引不带电荷的微粒，与之结合成为较大的复合物，并由于重力的作用而从气流中下落，或者带电荷的雾滴向相反的电极移动，并将自己的电荷给它，这样失去电荷的微粒就沉降在第二个电极上。

同时，气体中的焦油便会被收集并从气体中去除。

静电除焦技术的优点是除尘、除焦效率高，一般达98%以上，但静电除焦对进口燃气焦油含量要求较高，一般要求低于〔标准状态下)5g/m3。

另外，由于焦油与炭混合后容易翻在电除尘设备上，所以电捕焦器对燃气中灰的含量要求也很高。

由于电捕焦设备应用于生物质燃气的净化过程必须解决防爆和清焦问题(生物质燃气中含氧1%左右，有时短时间的会达到2%以上，所以有爆炸的危险)，目前在生物质
罗茨风机--秸秆汽化炉的重要组成部分
2009-8-11 9:37:11 标签：秸秆气化炉固定式秸秆气化炉
在固定床气化炉气化机组中，罗茨风机是机组的动力源。

它不但要保证气化炉内的气化反应正常进行，还要保证各个净化设备的运行阻力要求，同时要将净化后的洁
净燃气送人有一定压力的储气柜中，所以，罗茨风机的流量和全压是非常重要的两个技术参数。

罗茨风机的流量和压力按下式确定: 流量=(1.2～1.5)X气化炉额定产气量Pq=Pr十Pc+P0 式中，Pq—罗茨风机全压，Pa;Pr—气化炉到罗茨风机人口阻力，Pa;Pc—罗茨风机出口至储气柜间管道阻力，Pa;, P0—储气柜工作压力，Pa.秸秆汽化炉--冷却器
2009-8-11 9:38:23 标签：秸秆气化炉
在冷却器中所进行的热过程包括生物质燃气、水蒸气及液体的冷却以及水蒸气的冷凝。

在这些过程中，每一个过程的温度差和传热系数都是不同的。

因此，在确定所必须的冷却表面的大小时，是分别按照以下三个阶段进行的;①气体及水蒸气冷却至水蒸气的冷凝温度;②水蒸气的凝结;③气体的冷凝液从凝结温度冷却至所给定温度(一般为30℃)。

整个冷却器的冷却面由各个阶段的冷却面之和来确定。

冷却器用于冷却生物质燃气，同时也可以使部分焦油及水分冷凝下来。

冷却器有水冷却器和空气冷却器两种，水冷却器应用较为普遍。

水冷却器又分为水管式冷却器和气管式冷却器两种。

第一种冷却器是水在管内流动而气体则在管外空间通过。

气管式冷却器则相反，气体在管内通过，而水在管外空间通过。

根据传热的情况可知水管式冷却器热效率大。

但是在冷却含焦油及尘粉的气体时，水管式冷却器的操作就不太方便。

因为沉积在冷却器外壁管上的焦油较之沉积在气管式冷却器管内壁上的要难于清除。

因为沉积在管壁上的焦油会严重影响换热效率，因此必须要清除管壁上的焦油。

红外线燃气灶的优点
2009-8-18 11:27:05 标签：红外线秸秆气化炉红外线燃气灶
红外线秸秆气化炉因其热效转化率更高，所以备受用户与商家的喜爱，同样配备红外线燃气灶更是如虎添翼，那么红外线燃气灶的特点是什么呢？
1、环保：红外线燃气灶是无焰燃烧不会熏黑炊具，保护厨房环境。

普通的灶燃烧不完全，产生的一氧化塔和氮氧化物对人体健康造成很大的影响，红外线灶具燃烧非常充分污染物排放低于国家标准，一氧化碳低于国家标准的9倍。

2、安全：红外线燃气灶不抗风，及其稳定不容易产生黄焰、脱火、回火以及燃烧不稳定的现象。

3、节能：红外线灶具因其红外线热辐射的特性，转换热效率高，达到75%以上，节能效果40%以上，普通燃气灶的热效率仅为52%。

秸秆气化供气系统开发前景与推广意义
2009-7-30 10:03:54 标签：秸秆秸秆气化 1 开发前景
秸秆气化技术有广阔的市场和无比的生命力，其原料来源不断再生，不受地域、气候条件的限制，立足于农村能源“自产、自用、自足”，减轻对化石能源和煤炭资源的需求量，深信其推广应用必然有着良好的开发前景。

作为一项新技术，秸秆气化技术当处在发展的起始阶段，有些地方有待于不断地完善与提高，如近一步提高气烧热值，降低焦油含量尚有很多潜力去挖，深信凭借着各研究单位的科技力量，在发展生物质的气化利用技术上，一定会不断地在技术上创新再创新，为我国的节能环保战略的实施做出应有的贡献 2推广的意义
秸秆气化可实现清洁气化燃烧，具有一次投资，长期受益的特点，其社会效益、经济效益，尤其是环保效益特别明显；首先，解决了环境污染问题。

每年秋季都有大量的秸秆被焚烧，产生的大量烟尘严重地污染了大气环境，影响了人们的正常的生产生活。

推广秸秆气化技术从根本上解决了这一历史难题，可将农作物秸秆、稻壳等，以及林业废弃物木屑等完全消化，变废为宝，为本市建设生态城和经济可持续发展战略起到相当积极的推动作用。

其次，提高人们的生活质量。

农民因传统习惯，将秸秆堆放在房前屋后，潜伏着安全隐患，更不雅观，而秸秆的气化供气系统以其方便、卫生，告别了各户的“炊烟袅袅”的大锅灶，改善了庭院卫生状况，广大群众十分欢迎。

再次，节约能源，减轻了农民负担。

作为能源材料生物质农作物秸秆价格极其低廉，来源广阔，不断再生，对于秸秆煤气用户而言，三口之家，一天用三到四方气，其价格为1.5角一方，每月十五元左右钱就够了。

而使用液化气，以每瓶平均价50元计，一瓶气正常能用2个月，每户每月需支付液化气费约37元，显而易见，用秸秆气化要比烧煤、用煤气和液化气便宜得多，减轻了农民的负担，长期的社会效益非常大，节约了煤炭资源的消耗，推动了农村的科技进步。

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民用炉具经济性对比
2009-7-30 9:59:56 标签：炉具经济型
项目炉具首次投资（元）每天投资元)安全性维修使用年限年投资
汽化炉 460 0.1 安全方便 15-20 35 煤球炉 30 1.2 不安全危险无法维修 5-6 冬天无法使用
秸秆燃气生产技术原理
2009-7-29 10:48:58 标签：生物质
植物生物质（包括据木、木柴，野草，松针树叶，作物秸秆，牛羊畜粪，食用菌渣）中的碳元素质量分数约为40%，其次为氢、氮、氧、镁、硅、磷、钾、钙等元素。

植物秸秆的有机成分以纤维素，半纤维素为主，质量分数为50%。

这些生物质原料，在缺氧条件下加热，使之发生复杂的热化学反应的能量转化过程。

此过程实质是植质中的碳、氢、氧等元素的原子，在反应条件下按照化学键的成键原理，变成一氧化碳、甲烷、氢气等，可燃性气体的分子。

这样植物生物质中的大部分能量就转移到这些气体中。

基本反应包括：C+O2=CO2 2C+O2=2CO 2H2O+C=CO2+2H2 2CO+O2=2CO2 H2O+CO=CO2+H2 CO2+C=2CO CH4+CO2=2CO+2H2 C+2H2=CH4 CO+3H2=CH4+H2O 2H2+O2=2H2O 上述生物质的气化过程的实现是通过气化反应装置（即制气炉）完成的。

制气化的环保指标
2009-7-24 10:42:20 标签：环保制气环保参数
项目检测值国家标准值
烟尘排放浓度28-39mg/Nm3 120mg/Nm3 烟尘平均排放速度0.009kg/N 0.096kg/N SO2排放浓度 10-14m/N3/m3 550mg/Nm3 SO2排放速度0.003kg/N 0.739kg/N 氮氧化物排放浓度30-38mg/Nm3 240mg/Nm3 氮氧化物平均热排放速度0.008kg/N 0.219kg/N 林格曼浓度 0.5级 1级
制气化的技术参数
2009-7-24 10:40:24 标签：技术参数气化技术指标参数
炉体园筒式（箱）风机30-60W 气化效率57.6%-76.2% 炉膛装
料量 4-5kg 燃烧耗料1.84kg/时产气速度 3-5分钟产气量单位时间产气量2.74m3/时产气量单位物料产气量1.48-2.2m3/kg 热值物料低位热值1804KJ/kg 热值燃气低位热值7013KJ/kg 秸秆气化炉生产设备10问答
2009-7-24 10:37:21 标签：秸秆气化炉生产设备
1、集中供气（秸秆燃气）采用的什么设备？
集中供气一般采用的气化机组。

如中国林业科学研究院，林产化学工业研究所生产的“生物质气化装置”为FB300-FB1500型内循环锥型流化床气化炉。

还有辽宁省能源研究所可提供不同系列，型号的气化工程设备。

集中供气系统供气户数为50-1000户。

2、家庭造气需要什么设备？
家庭造气一般采用制气炉，制气炉一般有上吸式、下吸式两种，还有土法建造的。

3、小作坊手工生产制气炉需要什么设备？
手工生产制气炉，只需要一台8-10千W单相电焊机、切割机、手砂轮（即磨光机），手电钻各一把，手工生产的制气炉，最大缺限是不易维修。

其次是产品粗糙，使用寿命短。

4、制气炉规摸生产采用的什么设备？
规摸生产制气炉设备需切板机、卷管机、车床、电焊机、氧割器、钻床、砂轮机、喷漆机、切割机。

5、组装型制气炉需要那些设备？
组装型制气炉配件，主要由铸造式部压来完成，因此，它的设备投资：①一个铸造厂（或车间）
②冲床、切板机、卷管机、车床、钻床、焊机、氧割器，砂轮机、磨光机、喷漆机、切割机。

6、产品组装需要什么设备？
制气炉配件组装，只需一把手电钻和手砂轮即可。

产品喷漆出厂如不手工刷漆则需一台喷气机。

7、生物质原料粗加工需要什么设备？
生物中的秸秆料切碎，可用手工切刀，树枝及木块（棒）需用木
材切片机。

目前，食用前生产中的专用切片机是比较理想的。

8、燃料粉碎需要什么设备？
用于制气炉的燃料，如不是制做气化专用燃料及颗粒燃料，均不需粉碎过细。

粉碎机有秸秆粉碎机，木材（片）粉碎机。

9、生物质颗粒燃料需要什么设备？
将木材、秸秆类原料粉碎后，在一定的温度范围内通过高压条件制作而成，因此，这种机械叫做颗粒成型机，江苏南京“中国林业科学研究院林产化学工业研究所”有售。

10、气化燃料需要那些设备？
气化燃料是通过振荡或挤压成型的，故设备需要原料粉碎机、搅拌机、振荡或挤压成型机。

秸秆燃气生产技术
2009-7-21 10:09:33 标签：秸秆秸秆燃气
采用热化学氧化方法有两个技术途径可以将生物质制备成合成气：①直接将生物质气化后制成合成气。

工艺统程如图所示：生物质热解气化合成液化
此方法的难度是合成气工厂的生物质原料运输供应困难。

②先将生物质热解液化成生物油，然后再将生物油气化制成合成气。

工艺统程如图所示：生物质热解气化热解成生物油合成液化这种方法是在合成工厂周边建立若干个生物质液化工厂，然后再将液化所得的生物油运输到合成气工厂集中气化，这种方法将是今后秸秆燃气发展的方向。

用生物质替代煤，天然气和重油等化石燃烧来制备合成为甲醇，汽油，或柴油等液体燃料而用于交通工具，这样即可以满足人类对液体燃料日益增长的需求，同时又可有效减轻由于大量使用化石燃料给环境带来的污染。

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秸秆气化炉6大特点
2009-7-21 9:45:21 标签：秸秆气化炉特点
1、不要任何添加剂：取任何可燃性物质一种即可使用。