日光温室秸秆气化炉的设计

  随着国内外经济的可持续加快速度进行发展，石油、天然气、煤气等一次性资源供需缺口逐年增大，人们迫切地需要一种低价、节能、安全、洁净的新型燃料进入市场。全球能源紧缺、石油煤炭等不可再生资源不断涨价那是必然的。开发新能源是市场的要求是必然趋势！

  新能源和再生清洁能源技术是本世纪经济发展中最具有决定性影响的六大技术领域之一，包括水能、太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能等，具有都会存在用之不尽、无环境污染等优越性，在世界和我国能源可持续发展中发挥作用慢慢的变大。开发新能源和再生清洁能源的新技术、新材料和新工艺是提高其能源转换效率，降低生产所带来的成本和增大在能源结构中所占比例的关键。

  户用下吸式秸秆气化炉的气化原理及过程秸秆气化炉按规模分为大型秸秆气化炉和户用秸秆气化炉。大型秸秆气化炉按气流方向主要有下吸式、上吸式和横吸式三种类型,大多数都用在集中供气、供热、发电。户用秸秆气化炉主要有下吸式和上吸式两种类型,主要为广大农村地区一家一户炊事使用。户用上吸式秸秆气化炉是当前农村的一种新的清洁能源设备。

  该课题主要是对于秸秆气化炉的分析，本课题所要完成的内容：结合实际生活，对秸秆气化炉进行结构上的分析，大致上可以分为：制气炉，过滤器和燃烧装置。把这三个部分分别画出三视图。

  户用下吸式秸秆气化炉的气化原理秸秆气化技术是一种热化学处理技术,通过气化炉将农作物秸秆转换为使用起来更便捷且清洁的可燃气体。其基础原理是将简单粉碎的农作物秸秆投入气化炉后加热干燥,伴随着温度的升高,析出挥发物,并在高温下热解。热解后的气体和碳在氧化区与供入的气化剂如空气发生氧化反应并燃烧。燃烧放出的热量用于维持干燥、热解和还原反应,最终生成了含有一定量 、 、 的混合气体,去除焦油、杂质后即可燃用。这种技术可将低品位的固体生物质转换成高品位的可燃气。

  家用秸秆气化炉是面对居住在广大乡村和小城镇农民的新型环保节能产品。家用秸秆气化炉以农作物、农林废弃物为主要气化原料。家用秸秆气化炉的成本不高，使用成本则更低。对农民来说，这是一项继沼泽结束后最值得推广的技术。该技术在农村的应用前景极其广阔，在改变农村传统炊事习惯，减少农民开支，提升农民生活生活品质等方面具有较大的推广价值。

  为减少化石能源的消耗,有效地减轻秸秆随地焚烧带来的日益严重的环境污染并提升农民的收入,实现农业的可持续发展,在国家科技部、农业部以及各级政府的全力支持下,秸秆气化集中供气工程在我国农村居民集中的许多地区得到了较好的推广应用,已形成产业化规模。到 年底,全国已建成秸秆气化集中供气站 处。但是,由于集中供气系统的工程建设价格高,燃气中焦油和灰分含量高,产生的污水难以处理,管网易堵塞,系统维修量大等原因,在某些特定的程度上又限制了其普及应用。从目前实际运作情况来看,据有关部门统计,有许多气化站处于亏本营运或停运状态。而户用下吸式秸秆气化炉具有投资少,简单易操作,可随时气化,易于管理,污染轻等特点,其经济性优于秸秆气化集中供气工程，因而引起了秸秆气化研究人员的极大关注。户用下吸式秸秆气化炉的研究与开发将为农村推广普及秸秆气化技术注入新的活力,其经济效益、生态效益和社会效益显著,具有广阔的未来市场发展的潜力。秸秆气化炉不仅在农业上能够给予帮助，在实际生活中，也能给人类带来一定的方便。

  分析了我国秸秆气化技术的现状,着重阐述了下吸式秸秆气化炉的气化原理和气化过程,改进了原代户用上吸式秸秆气化炉气化工艺,解决了原代产品秸秆气出口温度高、焦油含量高等问题,指出充分的利用秸秆资源,加快应用秸秆气化技术,对节省能源,保护自然环境,实现农业可持续发展具备极其重大意义。现在我们在市场上所见到的秸秆气化炉很多产品都是手工焊接的。有些能达到良好的气化效果，而且燃烧稳定、热效率高。燃烧成本几乎为零，不但节能、方便生活、保护自然环境。燃烧后的剩余物可作为生产有机活性炭的主要肥料。秸秆气化炉主要分有：制气炉、过滤器、燃气装置三部分所组成。安全方便，经济性好。

  我国生物质资源大量的浪费和农村商品能源需求逐年增大的局面，已经引起了政府和社会的关注。在我国绝大多数居住在广大乡村和小城镇农民，能源消耗在 以上主要是直接燃烧生物质能源产生的，而且越往西部地区生物质能源所消耗的比例越占越大。在经济落后的偏远地区生物质能更是农村居民的主要能源。开发研究高效的家用生物质气化炉，以向用户供应炊事燃气，冬季取暖，农业为最大的目的。以分散的用户对应分散的资源为方法。对提高偏远地区农村居民的生活水平，寻求生物质资源利用的新模式，改变农村燃料结构，改进农民炊事方式，对消除污染，减少有害化学气体的排放有重要的意义。

  下吸式气化技术是将简单粉碎的农作物秸秆从气化炉顶部投入炉内,气化剂由进料口和进风口进入炉内,炉内物料自上而下分为干燥层、热解层、氧化层和还原层,其气流方向(由下而上)与气体进入方向(由上而下)相反。在氧化区下面形成高温的炭层还原区,使燃气还原反应顺顺利利地进行,降低了可燃气中焦油含量。

  户用下吸式秸秆气化炉的气化过程秸秆气化过程包括干燥、热解(裂解)、氧化、还原等程序。作为气化剂的空气由气化炉侧壁喷嘴喷入,其产出气方向与物料下落的方向一致。吸入的空气与物料混合燃烧,这一区域称为氧化层,温度约为 ,产生的热量用于支持热解层裂解反应和还原层还原反应的进行。氧化层的上部为热解层,温度约为 ,在这一区域,生物质中的挥发分(裂解气、焦油以及水分)被分离出来。热解层的上部为干燥层,物料在此层被预热。氧化层的下部为还原层,氧化层产生的二氧化碳和碳、水蒸汽在这一区域进行还原反应,同时残余的焦油在此区域发生裂解反应,产生以 和 为主的可燃气,这一区域大体温度为 。由于来源于热解区富含焦油的气体需经过高温氧化层和以炽热焦炭为主的还原层,气体中的焦油在高温下被裂解,从而使产出气中的焦油大大减少。

  1.前期：在王老师的带领下，熟悉了秸秆气化炉的组成部分及其各部分的应用，确定设计方案。

  随着农业经济的发展和农村里的生活水平的提高，农民产生了提高生活品质的强烈要求。一些收入高的农户也慢慢的开始使用电饭锅做饭、煤气罐炒菜、烧水。这种燃料结构的改变，用能方式的改进，为他们提供了更便利、文明卫生而舒适的生活条件。但是完全由电能、矿物能源解决 亿农民的生活需求，则是国力和环境的沉重负担。

  生物质能在我国农村是最重要的生物质资源。但长期以来，大多数生物质能都被以直接燃烧为主，不仅效率低而且伴随着大量的灰尘和余灰的排出，成为阻碍农村经济发展和社会进步的主要的因素。跟着社会的和科学的持续不断的发展，生物质与煤一样，能够最终靠热化学过程裂解气化为燃料，是一种常用的生物质能转化途径。

  目前，生物质技术的研究与开发已变成全球热门课题之一，受到世界各国政府与科学家的关注。许多国家都制定了研究开发计划，如日本的阳光计划、印度的绿色能源工程、美国的能源农场等，其中生物质能源的开发利用占有相当大的份额。国外很多生物质能源技术和装置已达到商业化应用程度，同其他生物质能源技术相比较，生物质颗粒燃料技术更容易实现大规模生产和使用。使用生物质颗粒燃料的方便程度可与燃气、燃油等能源相媲美。以美国、瑞典和奥地利等国为例，生物质能源的应用规模分别占该同一次性能源消耗量的 、 和 ；在美国，生物质能源发电的总装机容量已超过 万 ，单机容高达 ；在欧美，针对一般居民家用的生物质颗粒燃料及配套的高效清洁燃烧已经很的普及。我国十分重视生物质的开发和利用。 世纪 年代以来，我国政府一直将生物质能源利用技术的研究与应用列为重点技术攻关项目。开展了生物质能利用新技术的研究和开发，使生物质能技术有了进一步提升。但我国生物质能的利用研究大多分布在在大中型畜禽场沼气工程技术、秸秆气化集中供气技术和垃圾填埋发电技术等项目，还是刚刚起步。