生物質(zhì)氣化爐系統(tǒng)中氣化爐設(shè)計及進(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,實現(xiàn)碳?xì)庾詣踊a(chǎn)。
2、氣化爐的優(yōu)化設(shè)計
2.1雙干餾管內(nèi)燃加熱式氣化爐的優(yōu)化設(shè)計
本文總結(jié)了有關(guān)現(xiàn)階段不同類型氣化爐在設(shè)計方面存在的優(yōu)點以及缺點,設(shè)計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)獾臒嶂怠I镔|(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,并且不會運用到其他外部熱源。
2.2干餾管長度的優(yōu)化設(shè)計
在生物質(zhì)氣化系統(tǒng)的優(yōu)化當(dāng)中,物流反應(yīng)只會通過干餾管實施,干餾管尺寸的優(yōu)化設(shè)計,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透绅s管外壁展開對流換熱,并且物料和內(nèi)壁之間會產(chǎn)生放熱反應(yīng),低溫物料則是會通過左端進(jìn)入到物料當(dāng)中,因此這一項反應(yīng)屬于非穩(wěn)定對流換和導(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)驗值。與此同時,還能夠利用對進(jìn)料時間的調(diào)理規(guī)劃,來進(jìn)行干餾管時長的改變,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。液壓缸實現(xiàn)進(jìn)料活塞的反復(fù)運動,在活塞縮回的過程中,物料會自動落下;則是物料需要通過料活塞提供動力,從而輸送到干餾管,其中的前進(jìn)距離屬于液壓缸運動距離;料活塞后退的過程中,物料會直接落下,從而產(chǎn)生一個進(jìn)料流程,從而實現(xiàn)反復(fù)運動。
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,物料會產(chǎn)生全方位的下路不順暢現(xiàn)象。料倉內(nèi)架空主要是因為物料大部分都粘在了倉壁兩側(cè),并且不能夠下落,從而導(dǎo)致時間越久,倉壁附著的物料則會越多,因此,造成了下料的空間則會越來越低,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,水平運動過程中,液壓缸會給料活塞提供動力,從而讓物料全部輸送到干餾管當(dāng)中,在這個過程中,物料會因為管內(nèi)部的摩擦力從而產(chǎn)生一定的阻力。在堵塞之后,因為液壓缸存在非常明顯的負(fù)載,從而導(dǎo)致液壓泵站使用過載,最終會導(dǎo)致液壓泵出現(xiàn)損壞,嚴(yán)重者還會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改善料倉的運動形式
物料會存在拱架的原因,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現(xiàn)相等,將這個平衡力破壞掉,才可以實現(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,因此能夠在這個過程中進(jìn)行破拱設(shè)備的添加。這個設(shè)備屬于手動的,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,前進(jìn)運動的過程中,會形成料活塞作用力PV,同時還會與干餾管產(chǎn)生摩擦阻力Ff,其計算公式為:
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
本文對生物質(zhì)氣化系統(tǒng)展開優(yōu)化設(shè)計,并且針對進(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,并且在實際運行中,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。