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生物質汽化的基本原理

發布時間:2018-02-03 01:34:06 點擊量:
生物質汽化是以生物質為原料,以氧氣(空氣或者富氧、純氧)、水蒸氣或氫氣等作為汽化劑,在高溫條件下通過熱化學反應將生物質中可燃的部分轉化為可燃氣的過程。生物質汽化時產生的氣體,主要有效成分為CO、H2和CH4等,稱為生物質燃氣。

生物質汽化的過程隨反應器類型、反應條件和原料性質而變化,對于單個生物質顆粒而言,其主要經歷如下反應過程:
1)干燥:生物質進入反應器后受熱干燥,此過程一般發生在100~300℃范圍內。
2)熱解:干燥后的生物質繼續受熱,溫度達到300℃以上時,開始發生裂解,大部分揮發分從固體中析出,主要產物為木炭、焦油、水蒸氣和揮發分氣體(CO2、CO、H2、CH4、C2H4)。
3)焦油二次裂解:熱解產生的焦油在超過600℃的高溫下發生二次裂解,主要生成木炭和小分子氣體,如CO、H2、CH4、C2H4、C2H6等。
4)木炭、氣態產物的氧化反應:木炭在氧氣充足的情況下發生氧化反應,燃燒生成CO2,同時釋放出大量熱量,以保證各區域的反應能正常進行,氣態產物燃燒后進一步降解。
5)木炭、氣態產物的還原反應:上述氧化反應已經耗盡供給的氧氣,CO2及水蒸氣與木炭會在反應器內繼續發生還原反應,生成的CO、H2、CH4等可燃氣體,它們是生物質燃氣的主要可燃部分。還原反應發生在反應器的還原區,這些反應都需要在高溫下進行并吸收熱量,所需熱量由氧化反應提供。


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