生物反应装置

生物质气化反应装置，生物质气化包括干燥、热解、氧化和还原反应。生物质气化技术是通过热化学反应将固态生物质转换为气体燃料的过程。生物质气化过程是复杂的物理变化和化学变化过程。它通过气化装置的热化学反应，可将低品位的固体生物质转换成高品位的可燃气。生物质气化有多种形式。如果按气化介质分，可分为使用气化介质和不使用气化介质，其中使用气化介质的技术又分为干馏气化、空气气化、氧气气化、水蒸气气化和氢气气化等。目前应用广泛的是空气气化。如果按产气的用途来分，可分为生物质气化供气技术、供热技术、发电技术和合成化学品技术等。生物质气化反应装置，生物质气化是一个较多复杂的反应的集合，从宏观来说，都可分为干燥、热解、氧化（燃烧）和还原四个反应阶段。干燥是个简单的物理过程，主要发生在100~150℃之间，整个过程需要吸收大量的热。当温度达到15℃以上，生物质开始发生热解，析出挥发分，留下木炭，构成进一步反应的床层。生物质热解的气体产物有CO、CO2、CH4、H2等，会与氧气发生氧化反应（燃烧），发出大量的热，为干燥、热解和还原反应提供足够热量，维持整个气化过程的持续性。氧化反应（燃烧）产生的水蒸气和CO2等会与碳反应生成H2和CO，从而完成固体燃料向气体燃料的转变，此过程为还原反应（吸热反应），温度越高，反应越激烈，当温度低于800℃后反应基本处于停滞状态。固定床气化炉中，生物质燃料经历干燥、热解、氧化（燃烧）和还原后转化成可燃气体。根据气化剂供给位置和流过燃料层的顺序，有上吸式、下吸式、横吸式和开心式，主要使用前两种气化炉。上吸式气化炉反应层由上到下依次为干燥层、热解层、还原层和氧化层。生物质从顶部加入气化炉中，首先被燃气加热干燥，然后受热发生热解，析出大量挥发分，固体炭依次进人下方的还原层和氧化层。气化剂则是从下部供给，首先与固体炭进行氧化反应，放出热量使气流和床层温度迅速升高，气流中全是燃烧产物。进人还原层后，燃烧产物与炭发生还原反应，吸热使得温度降低，当温度降低到800℃以下，反应速率变得缓慢以至停止。气流继续上行，为燃料热解和干燥提供热量。下吸式气化炉反应层由上到下依次为干燥层、热解层、氧化层和还原层。根据气化剂供给的位置不同，有两种形式的下吸式气化炉：一是带有中间缩口段的下吸式气化炉，气化剂由中部的缩口段偏上供入；二是无中间缩口段的下吸式气化炉，气化剂由上部供入。下吸式气化炉的工作原理与上吸式基本相同，只是燃料干燥和热解所需的热量来自下部的氧化层。生物质气化是在一定的热力学条件下，将组成生物质的碳氢化合物转化为含CO、H2、CH4等可燃气体的过程。为了提供反应的热力学条件，气化过程需要供给空气或氧气，使原料发生部分燃烧。气化过程和常见的燃烧过程的区别是燃烧过程中供给充足的氧气，使原料充分燃烧，目的是直接获取热量，燃烧后的产物是二氧化碳和水蒸气等不可再燃烧的烟气；气化过程只供给热化学反应所需的那部分氧气，而尽可能将能量保留在反应后得到的可燃气体中，气化后的产物是含CO、H2、CH4和低分子烃类的可燃气体。

费托合成反应装置是以合成气（一氧化碳和氢气的混合气体）为原料在催化剂和适当条件下合成以液态的烃或碳氢化合物的工艺过程。这个过程是气体液化技术的一个关键组成部分，它通常是从煤，天然气或生物质产生合成润滑油与合成燃料。费托合成作为低硫柴油燃料的来源而得到间歇性的关注，用以解决基于石油的烃类的供应或成本问题。费托合成反应装置全新设计的反应器结构可以保证反应气体与催化剂充分接触。标配三路独立反应气体，系统压力可调。LCD液晶触摸屏控制系统，设备运行参数一目了然。可通过触摸屏用户界面配置所有设备运行参数，全自动化运行。该套实验装置中内置多种高精度传感器，可实时监控反应器各段的温度、压力数据，主要管路的流量数据以及罐体液位数据。费托合成反应设备有：固定床反应器、气流床反应器、桨态床反应器，三种反应器所用的催化剂和操作温度不同。固定床用沉淀铁催化剂反应，温度较低(220℃-250℃)，气流床采用活性较小的熔铁催化剂，在较高的温度下操作(300℃-350℃)，浆态床与气流床比较反应温度较低(260℃-300℃)。

热解裂解反应装置根据反应温度和加热速度的不同，生物质热解工艺可分为慢速、常规、快速或闪速集中。慢速热裂解：慢速裂解工艺的历史达到上千年，其是一种炭化过程，其的主要目的是将木炭生成，通过低温和长期的慢速裂解能够使3成的焦炭产量获得。常规热裂解：和慢速裂解相比，相同比例的气体、掩体和固体产品能够通过常规热裂解得到。快速热裂解：快速热裂解的气体停留时间通常比5秒小，升温速率大概在每秒10～200摄氏度。闪速热裂解：和快速热裂解相比较，闪速热裂解具有更加严格的反应条件，闪速热裂解的气体停留时间通常比1秒小，升温速率要比每秒103摄氏度大，其对于产物进行快速冷却的冷却速率为每秒102-103摄氏度。热解裂解反应装置设计参数：反应器结构：间歇釜盖密封形式：O型圈自紧密封搅拌密封形式：磁子搅拌反应釜材质：316L使用温度：KT~50oC使用压力：120bar设计压力：150bar换热方式：电加盘（磁力搅拌器(IKA)搅拌形式：磁子搅拌