气化炉的应用及其原理

  可以说，秸秆气化炉的致命问题是焦油的排放问题。因此，业内人士一致认为，秸秆气化炉先天不足。

  先天不足，还表现在它的点火上。这种炉具对填料和点火的技术方面的要求很高，非一般人员所能做到。这也是任彦波在长春农博会上要求演示人员演示填料点火过程的原因。任彦波介绍说，你看这技术人员填料点火很容易，买回家你自己试试？北京通州区张家湾镇定西村的范守国，自己办了一个企业，生产这种秸秆气化炉，派了两个人跟着南方的技术员学点火，学了两个多月，仍然过不了关。

  它的气化方法：（1）将工业或农业生产中的废弃物和城市生活垃圾分选；（2）除去其中不可燃的无机物；（3）将各种有机可燃物经机械加工成气化燃料；（4）气化燃料加人炉内，经1200度以上高温氧化处理后生成洁净的高温二氧化碳再被继续吸人下面的还原层中，被还原成一氧化碳（C0）和氢（H2）及甲烷（CH4）等可燃气体。

  一年下来，范守国生产的200台炉子一台也没卖出去，前后投入50多万打了水漂。“后来也有人来问，我也没卖。咱不能明明知道不行而去害人家啊。”200台炉子连同设备，如今依然堆放在范守国的库房里，如废铁一般。

  范守国的损失因为没卖出一台，而重庆良奇公司则因为卖的太多，差点倒闭。这个原来从事城市道路灯杆灯饰和农机具生产的企业，和范守国一样看好气化炉的前景，于2006年投巨资引进气化炉项目，投资建设了50万台气化炉生产线，还投入大量资金做宣传，启动市场，在全国共销售气化炉产品近万台。结果由于产品的先天不足，使用中暴露的问题没有办法解决，企业售后服务和退货压力巨大，为此良奇公司损失近千万元。目前该企业已停产这一个项目，引进生产高效低排放生物质半气化炉了。

  本技术的目的是针对上述存在的缺陷，提供一种由炉下部中心部位设置一根转动轴来带动炉棚上面的排灰刀和炉座下部的刮灰板所组成新的排渣系统的再生能源气化炉，它可用工业和农业生产中的废弃物及城市生活垃圾制成气化燃料．来制取可供城市居民烧用洁净的城市煤气。

  本技术的技术解决方案：有炉体支撑柱18；在炉顶2上设有上炉口1，炉顶2下方是上炉堂3，上炉堂3内有氧化层4，上炉堂3H侧是炉内耐火内衬5，炉内耐火内村5的外围设护体夹套6，在上炉堂3的底部设炉内灰渣圈7，在炉内灰渣圈7的下方设平面炉栅12、炉栅托撑8，炉座17连接炉座炉腔9、炉座清灰孔10，在炉下中心位置设置转动轴14，转动轴14的上端连接排灰刀13，下端连接刮灰板16，炉座17内设排灰管11，炉体夹套6的下部设抽吸炉内再生燃气管口15。

  再生能源气化炉是在反火型煤气发生炉的气化原理的基础上的改进。反火型煤气发生炉的气化原理是靠炉外抽吸风机的作用下使炉内产生微负压状态，当炉在运行时，炉内所需气化剂是从炉口吸入炉内自上而下，经干留层、氧化层、还原层、灰渣层与炉内煤料发生剧烈的氧化反应后生成高温二氧化碳，而后再被还原成可燃气体。然而，本技术是将工业和农业生产中的废弃物及城市生活垃圾用机械加工成气化燃料，而后进人炉内气化反应。炉内所需气化剂（空气、蒸气、氧气、富氧）是从上炉口或炉上部进气管吸人炉内上部炉腔与炉内在气化燃料干馏时所释放开来的各种有害可燃物质混合后同时被吸入下面的氧化层中，经炉内1200度以上高温的氧化处理后，生成洁净的高温二氧化碳继续被吸人下面的还原层中被还原成再生燃气。

  来源：三农在线日，任彦波走进第七届中国长春国际农业食品博览会的会场，很快，她便闻到一股熟悉的气味。任彦波是中国炉具网总裁，职业的敏感使她判断展会上一定有人在做气化炉的演示。

  选炉直径3米，高9米，先将工业和农业生产中的废弃物及城市生活垃圾分选，除去其中不可燃的无机物，如废金属（铜、铁等其它金属和碎玻璃，碎砖石块等杂物，再将其中可燃料部分粉碎，并加人占其总重量40％的煤粉，而后用机械挤压成气化燃料加人反人型再生燃气发生炉内，经炉内1200℃以上高温氧化反应后生成高温二氧化碳，再被继续吸人下面的还原层中，被还原一氧化碳（C0）和氢（H2）及甲烷（CH4）等可燃气体，每小时耗用废弃物和垃圾制成的气化燃料1000Kg，可产再生燃气2000m3，再生燃气热值为6兆焦/M3，按用户要可外增热到需用燃气热值的标准。也可选用不同性质的气化剂（氧或富氧）来制取不同热值的再生燃气。

  寻着气味，终于在一个角落里看到，一台秸秆气化炉正在冒着蓝色的火焰熊熊燃烧，吸引好多人围着观看。听着演示人员的介绍，很多人对这种依靠秸秆和碎木屑做燃料的新型炉具备感兴趣。

  任彦波走上前去提了几个问题，“产生的气味怎么样处理？燃烧后的焦油如何清除？你能演示一下填料点火的过程吗？”

  本技术的目的是针对上述存在的缺陷，提供一种由炉下部中心部位设置一根转动轴来带动炉棚上面的排灰刀和炉座下部的刮灰板所组成新的排渣系统的再生能源气化炉，它可用工业和农业生产中的废弃物及城市生活垃圾制成气化燃料．来制取可供城市居民烧用洁净的城市煤气。

  本技术的技术解决方案：有炉体支撑柱18；在炉顶2上设有上炉口1，炉顶2下方是上炉堂3，上炉堂3内有氧化层4，上炉堂3H侧是炉内耐火内衬5，炉内耐火内村5的外围设护体夹套6，在上炉堂3的底部设炉内灰渣圈7，在炉内灰渣圈7的下方设平面炉栅12、炉栅托撑8，炉座17连接炉座炉腔9、炉座清灰孔10，在炉下中心位置设置转动轴14，转动轴14的上端连接排灰刀13，下端连接刮灰板16，炉座17内设排灰管11，炉体夹套6的下部设抽吸炉内再生燃气管口15。

  再生能源气化炉的具体结构是：包括用各种可燃废弃物和生活垃圾制成气化燃料的加人系统，炉体和排灰渣及抽吸炉内煤气系统（或鼓风系统），气化剂的输入管道和产生再生燃气后的输出管道系统。炉体内壁有耐火内衬，气化剂输入管道开口于气化炉上部或顶部，抽吸炉内煤气系统连接于炉内煤气输出管道后，通过抽吸煤气系统使炉内产生微负压，将气化剂吸人炉内自上而下的气化反应，并将炉内气化产生的再生燃气从炉体下部输出，抽气系统和向炉内鼓风系统可同时使用，排灰渣系统与设置在炉中心转动轴相连，由上部排灰刀和下部刮灰板组成排灰（渣）系统，排灰（渣）管设置在炉座下部，由转动轴带动上部的排灰刀和下部的刮灰板将炉内灰渣排人排灰（渣）管内排出炉外。

  外行看热闹，内行看门道。任彦波说，秸秆气化炉其实还存在一些问题，至今不好解决。

  秸秆气化炉最早出现在市场上是在20世纪80年代末期。该炉具有料仓和气化室组成，通过管道与灶具连接。使用时，采取强制通风的方式，在厌氧的情况下产生可燃气。可以一次性加料，连续燃烧。但存在焦油和燃烧过程产生的烟气有很多有害成分无法处理的问题，所以当时推广量不大，慢慢地就几近消失了。

  已有的反火型煤气发生炉和城市垃圾气化炉，其中反火型煤气发生炉的气化原理：炉在运行时，炉内所需气化剂是从上炉口入炉内，与炉内煤料顺方向向下气化反应，制气工艺简便，操作安全卫生，但由于进人炉内的煤料是先经炉内高温氧化处理后，再被还原成煤气的炉内净化和气化一起进行，其环境效益较为理想。其存在的缺点：反人型煤气发生炉的排渣系统由于受转动齿轮水封圈强度的限制而无法向大直径炉型方面发展，对在使用型煤(碳化煤球）时炉座水封中的沉淀物和其它固体物质容易阻塞排渲绞龙。而城市垃圾气化炉由于排灌系统的排渣口是设置在炉中心部位，在排灰渣时会影响炉内灰渣下降的均匀性，也影响炉内产出可燃气体的质量，又由于抽吸煤气口设置在炉内周边，当用多根小管径的管口抽吸炉内煤气时，有灰渣阻塞的现象。

  然而，就这样先天不足的炉子，却让许多人投身其中。因为气化炉的好处，看上去很美。利用稻草、麦秸、玉米秸、树枝、木屑等作燃料，直接入炉，几分钟就能产生燃气，可用于做饭、炒菜、洗浴、取暖等。这在更加重视节能的今天，被许多人认为这是一个有着广阔未来市场发展的潜力的项目。而等投资者发现其中的缺陷时，悔之已晚。

  范守国就深受其害。他见到记者，第一句话就是：“千万别让这东西再去害人了。”

  2004年秋天，范守国去南方旅游，在湖南韶山第一次看到秸秆气化炉。“当时正遇到企业在农户家做演示，感到很神奇。”

  回来以后不久，他就带着3.5万元的资金，来到湖南湘潭的那家企业，带回10台炉子，分别在本村和怀柔做实验。“试验了4个月，烧掉的秸秆用130卡车能装10卡车。”

  选炉的直径2．4米，高7．2米；先将工业和农业生产中的废弃物及生活垃圾分选，除去其中不可燃的无机物，如废金属（铜、铁等其它金属）和碎玻璃、碎砖石块等杂物后，再将其可燃部分粉碎，并加入占其总重量30％的煤粉，而后用机械挤压成气化燃料加人反火型再生燃气发生炉内，经炉内1200度以上高温氧化反应后生成高温二氧化碳，再被继续吸入下面的还原层中被还原成一氧化碳（CO）和氢（H2）及甲烷等可燃气体，每小时耗用废弃物和垃圾制成的气化燃料500Kg，可产生再生燃气1000m3，再生燃气热值为5兆焦／m3，按用户要可外增热到需用燃气热值的标准。也可选用不同性质的气化剂氧或富氧来制取不同热值的再生燃气。

  它的气化方法：（1）将工业或农业生产中的废弃物和城市生活垃圾分选；（2）除去其中不可燃的无机物；（3）将各种有机可燃物经机械加工成气化燃料；（4）气化燃料加人炉内，经1200度以上高温氧化处理后生成洁净的高温二氧化碳再被继续吸人下面的还原层中，被还原成一氧化碳（C0）和氢（H2）及甲烷（CH4）等可燃气体。

  有的反火型煤气发生炉和城市垃圾气化炉，其中反火型煤气发生炉的气化原理：炉在运行时，炉内所需气化剂是从上炉口入炉内，与炉内煤料顺方向向下气化反应，制气工艺简便，操作安全卫生，但由于进人炉内的煤料是先经炉内高温氧化处理后，再被还原成煤气的炉内净化和气化一起进行，其环境效益较为理想。其存在的缺点：反人型煤气发生炉的排渣系统由于受转动齿轮水封圈强度的限制而无法向大直径炉型方面发展，对在使用型煤(碳化煤球）时炉座水封中的沉淀物和其它固体物质容易阻塞排渲绞龙。而城市垃圾气化炉由于排灌系统的排渣口是设置在炉中心部位，在排灰渣时会影响炉内灰渣下降的均匀性，也影响炉内产出可燃气体的质量，又由于抽吸煤气口设置在炉内周边，当用多根小管径的管口抽吸炉内煤气时，有灰渣阻塞的现象。

  1．由炉下部中心部位设置的转动轴来代替原大齿轮转动水封圈的复杂排灰渣系统，不但简化炉内排渣转动结构，而又能节省大量的制作材料，同时还可使炉型向大直径规格方面发展。

  供居民烧用，节约能源，并保护了环境，它有着无限广阔的未来市场发展的潜力和较高经济效益的推广价值。

  感觉还不错，2005年春，范守国和专利人达成合作协议，投资30多万元，进设备，进材料。专利方派来两名技术员作指导，通州区能源办也帮着联系客户。但客户用一段时间就放弃了，原因是填料点火技术难掌握，焦油无法排放，而且秸秆必须加工粉碎后才能用，农民用起来不方便。

  为了寻求出路，范守国带着炉子四处推销，不但在北京周边跑，还跑到东北。在黑龙江做演示，在辽宁做演示，都是技术员一点火就着，别人一点就不行。

  图1中的1为上炉口、2为炉顶、3为上炉膛、4为氧化层、5为炉内耐火内衬、6为炉体夹套、7为炉内灰渣圈、8为炉栅托撑、9为炉座炉腔、10为炉座清灰孔、11为炉下排灰管、12为平面炉栅、13为排灰刀、14为炉下中心转动轴、15为抽吸炉内再生燃气管口、16为炉下刮灰板、17为炉座、18为炉体支撑柱。