固废热解气化技术--固定床气化技术调研
固废热解气化技术--固定床气化技术调研 垃圾气化按照加热方式可分为内热式和外热式。部分垃圾在缺氧环境下燃烧产生热量称为内热式；原料完全隔绝空气进行反应，加热反应器的热量由外部加热装置提供，是外热式。相对于内热武，外热式生产的燃气热值高，具有更好的发展前景，但内热式技术简单，易于使用。根据气化反应的工艺可分为一级气化、二级气化和多级气化。根据是否使用催化剂可以分为非催化气化和催化气化，常用的催化剂为碳酸盐催化剂、金属氧化物催化剂等。根据气化介质的种类分为空气气化、氧气气化、混合介质气化和空气加氢气化等。根据气化反应器的类别可分为流化床气化、固定床气化、旋风分离床气化等，在实际中应用最多的是流化床和固定床气化炉。这两种气化装置各有优缺点，两种气化炉技术特性如表 1.1 所示。
固定床气化反应器内为气固两相流，使得下部物料产生的高温气化气可以对上部的物料的进行干燥，但由于物料是固定不流动的，因此存在反应颗粒局部堆积搭桥，从而导致内部混合效果差，反应不完全，造成局部高温以及低转化率。流化床气化反应器一般物料混合效果较好，使得燃料和氧化剂之间传热传质好并且具有较高的转化率。
固定床气化炉由一个容纳原料反应的炉膛和承托反应料层的炉栅组成。固定床中物料都要经过加热干燥、热解、氧化和还原，最终生成可燃气体混合物。固定床气化炉已经成为传统型的气化处理装置，运行在 1000℃左右。较常见的是上吸式和下吸式固定床。现在国内外也有人研究两段式分部气化，将物料热解和气化分开进行可以保证焦油的充分裂解。上吸式固定床结构简单，热效率高，但是产生的焦油也更多，对设备正常运行会产生不良影响。如图 1 所示，物料原料从气化炉的上部进入炉膛，气化剂从炉底送入炉膛。产生的可燃混合气体从上部出口引出。
图 1 上吸式固定床气化炉示意图
下吸式固定床能够较好地解决焦油的问题，但是所产生的气体热值相对于上吸式固定床来说较低。如图 2 所示，物料原料也从上部给料口进入炉膛，空气从反应器中部进入炉膛参加反应，生成的气体由反应区下部出气口引出。
图 2 下吸式固定床气化炉示意图 目前固定床气化技术存在的主要问题有：
1．产气热值低。目前国内采用固定床气化技术生产的气体热值在 3-7MJ/m 3 左右，和煤、天然气等相比还有很大差距。如果将可燃气用作发电用则需要储存大量气体维持机组运行，这样就增加了投资和运行的成本。
2．焦油问题严重。焦油容易和灰分、水粘结成块堵塞管道；对金属材质的设备和塑料管道有很强的腐蚀作用；焦油含量高就降低了气化效率和气体热值，在造成设备损害的同时又降低了经济性。对于焦油问题主要是控制反应条件降低焦油的产生，可使用催化剂来减少焦油的生成。
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