Биоэнергетика. Кузьмин С.Н - 43 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

41
Циклонные и вихревые реакторы имеют высокие скорости движения
частиц и обеспечивают высокие скорости протекания реакций. Циклон-
ные газификаторы отличаются простотой конструкции. Однако они лишь
недавно стали применяться для конверсии биомассы, и такая технология
ещё не до конца отработана.
3.1. ТЕРМОХИМИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В ГАЗИФИКАТОРЕ
В газификаторе происходит термохимическое превращение биомас-
сы. Качество топливного газа определяется равновесием, которое дости-
гается во время реакций. Визуальные наблюдения за реакциями, происхо-
дящими в газификаторе, позволяют понять их характер.
Допустим, что газификатор представляет собой вертикальную шахт-
ную печь, наполненную биомассой в виде древесной щепы. Верх газифи-
катора закрыт таким образом, что воздух в него не проникает. Внизу га-
зификатора на решётчатом дне размещена древесная щепа. В газификато-
ре имеется система подачи воздуха или водяного пара. Древесина поджи-
гается от специального источника пламени. После воспламенения щепы в
газификаторе образуются четыре реакционные зоны (рис. 14). Ближе к
полу газификатора находится зона окисления, а за ней следуют зоны вос-
становления, пиролиза и сушки [1].
Условия равновесия в зоне зависят от температуры и давления. Сте-
пень приближения к равновесию зависит от взаимодействия твёрдых и
газообразных веществ и времени пребывания сырья в реакционной зоне.
Количество образующегося метана (СН
4
) зависит от температуры и дав-
ления, при которых происходит реакция; высокое давление и низкая тем-
пература способствуют образованию СН
4
.
В зоне окисления углеродсодержащее вещество окисляется кислоро-
дом воздуха, образуя СО
2
. Эта экзотермическая реакция имеет сущест-
венное значение для обеспечения тепла, необходимого для завершения
реакций в зонах восстановления, пиролиза и сушки. Поскольку какая-то
часть углеродсодержащего сырья используется для сгорания, КПД гази-
фикации, рассчитанный без учёта физического тепла топливного газа,
редко превышает 70%. Однако тепловой КПД газификации, в процессе
которой получаются пиротопливо и углистое вещество, как правило,
больше 70%.
Реакция окисления С + О
2
→ СО
2
протекает очень быстро и строго
ограничена массопереносом. Хорошо спроектированный газификатор
имеет довольно узкую и глубокую (7,6…12,7 см) зону горения. В некото-
рых случаях к воздуху добавляется водяной пар и получают водяной газ:
С + Н
2
О → СО + Н
2
. При конденсации водяных паров эта реакция являет-
ся в какой-то мере экзотермической, в противном случае пар не конден-

Страницы