生物質(zhì)氣化爐系統(tǒng)中氣化爐設(shè)計(jì)及進(jìn)料裝置改進(jìn)
2021-09-22
摘要：生物質(zhì)氣化系統(tǒng)屬于現(xiàn)階段一項(xiàng)非常環(huán)保的裝置，全新狀態(tài)的生物質(zhì)氣化爐主要是通過氣體凈化系統(tǒng)、雙干餾管內(nèi)燃加熱以及液壓進(jìn)料等內(nèi)容構(gòu)造的，通過垃圾混合物以及生物質(zhì)生成氣化原料。本文針對(duì)系統(tǒng)中液壓進(jìn)料設(shè)備所擁有的問題提出了相關(guān)改善措施，把進(jìn)料活塞以及料倉展開了一系列的改善，從而增強(qiáng)了生物質(zhì)氣化系統(tǒng)的應(yīng)用效率。
1、生物質(zhì)氣化爐系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域
適用生物質(zhì)原料，以各種園林廢樹枝粉碎物、農(nóng)作物秸稈碎料以及木片木屑等生物質(zhì)能源，原料含水率要求在15%以下。該生物質(zhì)氣化系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域，產(chǎn)生的碳廣泛用于工業(yè)炭、民用炭、炭基肥生產(chǎn)和活性炭制備等行業(yè)中。產(chǎn)生的可燃?xì)鈴V泛用于熱水鍋爐、工業(yè)鍋爐供熱、農(nóng)業(yè)供暖等。通過溫度控制，通過進(jìn)料控制，實(shí)現(xiàn)碳?xì)庾詣?dòng)化生產(chǎn)。
2、氣化爐的優(yōu)化設(shè)計(jì)
2.1雙干餾管內(nèi)燃加熱式氣化爐的優(yōu)化設(shè)計(jì)
本文總結(jié)了有關(guān)現(xiàn)階段不同類型氣化爐在設(shè)計(jì)方面存在的優(yōu)點(diǎn)以及缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一款雙干餾管式氣化爐。這種氣化爐通常是通過水蒸氣以及空氣的氣化，降低空氣的供給量，同時(shí)還融入了非常的多水蒸氣，生成豐富的碳?xì)浠衔锱c氫氣，有效增強(qiáng)了燃?xì)獾臒嶂?。生物質(zhì)和空氣之間的氧化反應(yīng)能夠給反應(yīng)爐提供非常龐大的熱量，并且不會(huì)運(yùn)用到其他外部熱源。
2.2干餾管長度的優(yōu)化設(shè)計(jì)
在生物質(zhì)氣化系統(tǒng)的優(yōu)化當(dāng)中，物流反應(yīng)只會(huì)通過干餾管實(shí)施，干餾管尺寸的優(yōu)化設(shè)計(jì)，屬于生物質(zhì)氣化爐的主要部分。根據(jù)傳熱學(xué)來進(jìn)行分析，高溫?zé)煔馔ǔ?huì)和干餾管外壁展開對(duì)流換熱，并且物料和內(nèi)壁之間會(huì)產(chǎn)生放熱反應(yīng)，低溫物料則是會(huì)通過左端進(jìn)入到物料當(dāng)中，因此這一項(xiàng)反應(yīng)屬于非穩(wěn)定對(duì)流換和導(dǎo)熱的物料反應(yīng)。
根據(jù)進(jìn)料的角度展開分析，按照質(zhì)量平衡反應(yīng)，能夠?qū)⒏绅s管長度設(shè)計(jì)為以下公式：
mt0/3600=ρ × Lm × A/2
其中，m代表進(jìn)料量，單位為：kg/h；
t0代表進(jìn)料時(shí)間，單位為：s；
ρ代表物料密度，單位為：kg/m3；
Lm代表干餾管長度，單位：m;
A則代表了干餾管截面積，單位：m2
在公式當(dāng)中，其中1/2屬于經(jīng)驗(yàn)值。與此同時(shí)，還能夠利用對(duì)進(jìn)料時(shí)間的調(diào)理規(guī)劃，來進(jìn)行干餾管時(shí)長的改變，然而依然需要留下一定的空隙。
3、進(jìn)料設(shè)備的優(yōu)化
3.1進(jìn)料設(shè)備構(gòu)造
生物質(zhì)氣化系統(tǒng)中所存在的液壓進(jìn)料設(shè)備需要包含落料倉、機(jī)器本身、進(jìn)料活塞等程序。液壓缸實(shí)現(xiàn)進(jìn)料活塞的反復(fù)運(yùn)動(dòng)，在活塞縮回的過程中，物料會(huì)自動(dòng)落下；則是物料需要通過料活塞提供動(dòng)力，從而輸送到干餾管，其中的前進(jìn)距離屬于液壓缸運(yùn)動(dòng)距離；料活塞后退的過程中，物料會(huì)直接落下，從而產(chǎn)生一個(gè)進(jìn)料流程，從而實(shí)現(xiàn)反復(fù)運(yùn)動(dòng)。
3.2進(jìn)料設(shè)備存在的不足
3.2.1垂直方向物料不下落
倉壁掛料通常和煤倉架拱存在相似的特點(diǎn)，物料會(huì)產(chǎn)生全方位的下路不順暢現(xiàn)象。料倉內(nèi)架空主要是因?yàn)槲锪洗蟛糠侄颊吃诹藗}壁兩側(cè)，并且不能夠下落，從而導(dǎo)致時(shí)間越久，倉壁附著的物料則會(huì)越多，因此，造成了下料的空間則會(huì)越來越低，從而直接造成物料無法有效下落。
3.2.2水平方向進(jìn)料不前進(jìn)
在生物質(zhì)氣化爐當(dāng)中，水平運(yùn)動(dòng)過程中，液壓缸會(huì)給料活塞提供動(dòng)力，從而讓物料全部輸送到干餾管當(dāng)中，在這個(gè)過程中，物料會(huì)因?yàn)?/span>管內(nèi)部的摩擦力從而產(chǎn)生一定的阻力。在堵塞之后，因?yàn)橐簤焊状嬖诜浅Ｃ黠@的負(fù)載，從而導(dǎo)致液壓泵站使用過載，最終會(huì)導(dǎo)致液壓泵出現(xiàn)損壞，嚴(yán)重者還會(huì)影響工作人員的生命安全。
4、優(yōu)化生物質(zhì)氣化爐的措施
4.1改善料倉的運(yùn)動(dòng)形式
物料會(huì)存在拱架的原因，主要是由于物料支架存在一定的摩擦，并且管壁與物料之間相互作用力的原因，從而造成了物料重力與管壁之間的支持力實(shí)現(xiàn)相等，將這個(gè)平衡力破壞掉，才可以實(shí)現(xiàn)物料的有效進(jìn)倉，把原料倉進(jìn)行偏心距的改善，其中S代表偏心距。這種模式能夠有效降低支撐力，從而實(shí)現(xiàn)拱架破壞的效果，讓物料完美進(jìn)倉。
4.2料倉室進(jìn)行破拱設(shè)備的增加
在落料的過程中，產(chǎn)生拱架的通常屬于料倉變徑末端，因此能夠在這個(gè)過程中進(jìn)行破拱設(shè)備的添加。這個(gè)設(shè)備屬于手動(dòng)的，因此若是存在不出料的現(xiàn)象中，需要利用外部的搖把，可以實(shí)現(xiàn)破拱的目的，能夠有效解決不落料現(xiàn)象。
4.3進(jìn)料活塞的改善
物料通過干餾管時(shí)，前進(jìn)運(yùn)動(dòng)的過程中，會(huì)形成料活塞作用力PV，同時(shí)還會(huì)與干餾管產(chǎn)生摩擦阻力Ff，其計(jì)算公式為：
Ff=μFn
Fn=S·Ph=k·Pv
K=tg2（45°-φ/2）；
其中，φ代表了物料內(nèi)部的摩擦系角；
k代表了壓力系數(shù)；
而μ代表了管壁與物料之間存在的摩擦系數(shù)；
Ph則是表示了管壁單位面積中，垂直壓力標(biāo)準(zhǔn)值；
Pv則是表示了界面位置的橫向推力標(biāo)準(zhǔn)值，單位為kN/m2。
由于物料不斷地前進(jìn)，并且摩擦力會(huì)不斷地上升，液壓缸中，壓力主要與負(fù)載存在聯(lián)系，并且阻力Ff越高，則代表了PV就越高。
5、結(jié)語
本文對(duì)生物質(zhì)氣化系統(tǒng)展開優(yōu)化設(shè)計(jì)，并且針對(duì)進(jìn)料系統(tǒng)以及氣化爐進(jìn)行了一系列的闡述，通過其中所存在的問題，提出了一系列的改善方案，并且在實(shí)際運(yùn)行中，提出了一系列可行性方案，讓進(jìn)料、干餾管以及氣化爐的工作效率得到了全方位的改善。
