生物質氣化溫度為什麼比煤氣化低

1. 生物質燃料和煤有什麼優缺點

生物質燃料優缺點
生物能具備下列優點:
(1)提供低硫燃料，

(2)提供廉價能源(於某些條件下)，

(3)將有機物轉化成燃料可減少環境公害(例如，垃圾燃料)，

(4)與其他非傳統性能源相比較，技術上的難題較少。

至於其缺點有:

(1)植物僅能將極少量的太陽能轉化成有機物，

(2)單位土地面的有機物能量偏低，

(3)缺乏適合栽種植物的土地，

(4)有機物的水分偏多(50%～95%)

煤的優缺點
1 優點
1.1煤炭地下氣化技術具有較好的環境效益
煤炭地下氣化燃燒後的灰渣留在地下，採用充填技術，大大減少了地表下沉，無固體物質排放，因此煤炭地下氣化減少了廢物和粉煤灰堆放面積及對地面環境的破壞，這是其他潔凈煤技術無法比擬的。地下氣化煤氣可以集中凈化，脫除焦油、硫和粉塵等其他有害物質，可以消除SOx和NOx污染，汞、顆粒物和含硫物質等其他污染物也大大減少。
UCG與傳統採煤加地面燃燒相比，可減少二氧化碳排放，並有利於進行碳捕捉和儲存。CO經地面變換後，採用分離技術將CO2分離出來儲存或作其他用途，從而得到潔凈煤氣，因此，地下氣化技術有利於解決大氣污染問題。
地下氣化煤氣中H2含量在40%以上，分離後得到各種純度的H2。H2是當今人類最理想的潔凈能源，H2可儲、可輸性好，不僅是高能燃料，又可作為中間載能體使用，它轉變靈活、使用方便、清潔衛生，在自然界中形成水-氫-水自然循環，所以氫能是一種可再生能源，符合人類可持續發展的需要。
1.2煤炭地下氣化技術提高了煤炭資源的利用率
煤炭地下氣化技術可大大提高資源回收率。在抽採煤層氣之前進行地下煤氣化可回收煤炭熱值75%以上，在抽採煤層氣之後進行地下煤氣化也可回收煤炭熱值的70%。此外，還使傳統工藝難以開采埋藏太深的煤、邊角煤、「三下」（河下、橋下、建築物下）壓煤、己經或即將報廢礦井遺留的保護性煤柱和按國家環保規定不準開採的高硫高灰劣質煤得到開采。
煤炭是我國國民經濟發展的基礎產業，但受傳統井工開采技術水平的限制，隨著開采強度的逐漸增大，大量的礦井報廢或行將報廢。據統計1953～1989年有報廢礦井297處，1990年～2020年還有244處將報廢，遺棄資源儲量到目前為止已有300億噸以上，一般為井工開采（由工人下入井內進行資源開采，與露天開采相對應，井工可採煤炭量僅占煤炭資源儲量的11.43%）遺留的煤柱、薄煤層、劣質煤層、高瓦斯煤層等。煤炭地下氣化技術的發展應用，為這些資源的有效動用提供了途徑。利用煤炭地下氣化技術，可使我國遺棄煤炭資源50%左右得到利用。煤炭地下氣化技術還可以用於開采井工難以開采或開采經濟性、安全性較差的薄煤層、深部煤層、「三下」壓煤和高硫、高灰、高瓦斯煤層、淺海海底煤層。因此，地下氣化可大大提高了煤炭資源的利用率。
1.3安全性好
煤炭地下氣化技術由於實現了井下無人無設備生產煤氣，因此具有較好的安全性，可避免傳統採煤的煤礦塌陷、透水、瓦斯突出等事故。
1.4投資少、經濟效益好
與礦井和礦場建設相比，建設地下煤氣化站的投資低2.5倍。與地面氣化相比投資顯著降低。
1.5勞動生產率高
勞動生產率與露天採煤同樣高，為礦井採煤的4倍，產品成本與露天採煤相當，比礦井挖煤大幅下降。
1.6省去了煤的運輸和裝卸
由此沒有運輸過程中的燃料損失和煤塵等污染物排放，並減少相應的費用。
2 存在的不足
地下煤氣化廣泛工業化推廣之路仍然有很多需要大量研發投入來克服的挑戰。盡管地下煤氣化有很多優點，但技術仍不完善，有多種局限：
①有可能導致重大的環境影響：地下蓄水層污染和地表塌陷。根據目前的知識可以建造一種結構，避免或降低這一風險。
②對很多煤資源來說地下煤氣化可能技術上是可行的，但是適合地下煤氣化的礦藏可能有多得多的限制，因為一些礦藏可能有增加環境風險至不可接受水平的地址和水文特點。
③對地下煤氣化的控制不能達到像地面煤氣化的程度。很多的過程變數，諸如水注入速度、氣化區中反應物分布、孔穴增長速度，只能通過測量溫度和產品氣的質量和數量進行估計。
④經濟性有很大的不確定性，直至有適當數量的基於地下煤氣化的電廠被建設和運行。
⑤地下煤氣化本質上是一個非穩態過程，因此產品氣的流速和熱值會隨時間變化，產品氣成分不穩定。

2. 什麼是生物質氣化生物質氣化的應用范圍求專業人士解答！

生物質氣化有多種形式。如果按氣化介質分,可分為使用氣化介質和不使用氣化介質,其中使用氣化介質的技術又分為干餾氣化、空氣氣化、氧氣氣化等。目前應用最廣泛的是空氣氣化。如果按產氣的用途來分,可分為生物質氣化供氣技術、供熱技術、發電技術和合成化學品技術等。目前各種技術的實際應用都在進行,生物質氣化供氣技術由於技術起點低,投資少適合我國農村大力發展。

空氣氣化技術直接以空氣為氣化劑,氣化效率高,是目前應用最廣,也是所有氣化技術中最簡單、最經濟的一種。富氧氣化使用富氧氣體作為氣化劑,反應溫度高,反應速度快,可得到焦油含量低,但成本高。水蒸氣氣化是一水蒸氣作為氣化劑,燃氣質量好,氫氣含量高,產生的也是中熱值氣。氫氣氣化是由氫氣同碳及水發生反應生成大量的甲烷的過程,其反應條件苛刻,需要在高溫高壓且具有氫源的條件下進行,可產生熱值為22260-26040kjm³之間的高熱值氣。干餾氣化不使用氣化介質,產生固定碳、焦油與可燃氣。

氣化爐是生物質氣化系統中的核心設備,生物質在氣化爐內進行氣化反應,生成可燃氣。生物質氣化爐可分為固定床氣化爐和流化床氣化爐兩種類型,而固定床氣化爐和流化床氣化爐又都是多種不同形式的,如圖所示。

固定床氣化爐分為下吸式氣化爐、橫吸式氣化爐和開心式氣化爐。

在下吸式氣化爐中,氣流是向下流動的,通過爐柵進入外腔。原料由上部加入,依靠重力下落。經過乾燥區後水分蒸發,在裂解區分解出的二氧化碳、一氧化碳、氫氣、焦油等熱氣流向下流經氣化區。在氣化區發生氧化還原反應。同時由於氧化區的溫度高,焦油在通過該區時發生裂解,變為可燃氣體。

爐內運行溫度在400~1200℃左右,燃氣從反應層下部吸出,灰渣從底部排出。下吸式固定床氣化工作溫度,生產的氣體成分相對穩定;可燃氣中焦油含量較少。但可燃氣中灰分含量較多,出爐可燃氣溫度高,爐內熱效率低。

在上吸式氣化爐的氣流流動方向與物料運行方向相反。物料由氣化爐頂部加入,氣化劑由爐底進入氣化爐,產出的燃氣通過氣化爐內的各個反應區,從氣化爐上部排出。向下流動的生物質原料被向上流動的熱氣體烘乾脫去水分,干生物質進去裂解區後得到更多的熱量,發生裂解反應。

產生的炭進入還原區,與氧化區產生的熱氣體發生還原反應,生產一氧化碳和氫氣等可燃氣體。上吸式氣化爐生產的可燃氣直接作為鍋爐或加熱爐的燃料氣或向系統提供工藝熱源。該種爐型主要應用於歐洲和東南亞國家。上吸式氣化爐有一個突出的缺點,就是在裂解區生成的焦油沒有通過氣化區而直接混入可燃氣體排出,這樣產出的氣體中焦油含量高,且不易凈化。

開心式固定床氣化爐的結構與氣化原理與下吸式固定床氣化爐相類似,是下吸式氣化爐的一種特別形式。開心式固定床氣化爐時我國研製出的,主要用於稻殼氣化,已投入商業運行多年。

生物質流化床氣化的研究起步比較晚。

流化床氣化在吹入的氣化劑作用下,物料顆粒、砂子、氣化介質充分接觸,受熱均勻,在爐內呈「沸騰」狀態,因此又叫沸騰床,反應溫度一般為750~850℃。流化床氣化爐有一個熱砂床,生物質的燃燒和氣化反應都在熱砂床上進行。

氣化反應隨度快,產氣率高。與固定床相比,流化床沒有爐柵,一個簡單的流化床由燃燒室、布風板組成,氣化劑通過布風板進入流化床反應器中。按氣化器結構和氣化過程,可將流化床分為鼓泡流化床和循環流化床。流化床氣化反應速度快,產氣量大,燃氣熱值高焦油含量低,是唯一在恆溫床上反應的氣化爐,原料適應性廣,可大規模利用。

但可燃氣中灰分含量較多,結構比較復雜。按氣化爐結構和氣化過程可將流化床氣化爐分為單床氣化爐、雙床氣化爐、循環流化床氣化爐及攜帶床氣化爐四種類型。

生物質氣化技術的多樣性決定了其應用類別的多樣性不同的氣化爐,不同的工藝最終的用途都不用;同一氣化設備選用不同的物料,不同的工藝最終用途也不同。因此不同地區,不同條件,選用不同的氣化設備。生物質氣化技術的基本應用方式主要有四個方面,即用於供熱、用於發電、用於供氣、用於化學品合成。

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3. 影響生物質氣化的主要工藝參數有哪些

這些技術的工藝參數包括：微型注塑、高填充復合注塑、水輔注塑、混合使用各種特別注塑成型工藝、泡沫注塑、模具技術、模擬技術等。

一、溫度控制
1、料筒溫度：注射模塑過程需要控制的溫度有料筒溫度，噴嘴溫度和模具溫度等。前兩種溫度主要影響塑料的塑化和流動，而後一種溫度主要是影響塑料的流動和冷卻。每一種塑料都具有不同的流動溫度，同一種塑料，由於來源或牌號不同，其流動溫度及分解溫度是有差別的，這是由於平均分子量和分子量分布不同所致，塑料在不同類型的注射機內的塑化過程也是不同的，因而選擇料筒溫度也不相同。
2、噴嘴溫度：噴嘴溫度通常是略低於料筒最高溫度的，這是為了防止熔料在直通式噴嘴可能發生的"流涎現象"。噴嘴溫度也不能過低，否則將會造成熔料的早凝而將噴嘴堵塞，或者由於早凝料注入模腔而影響製品的性能。
3、模具溫度：模具溫度對製品的內在性能和表觀質量影響很大。模具溫度的高低決定於塑料結晶性的有無、製品的尺寸與結構、性能要求，以及其它工藝條件（熔料溫度、注射速度及注射壓力、模塑周期等）。
二、壓力控制： 注塑過程中壓力包括塑化壓力和注射壓力兩種，並直接影響塑料的塑化和製品質量。

1、塑化壓力：（背壓）採用螺桿式注射機時，螺桿頂部熔料在螺桿轉動後退時所受到的壓力稱為塑化壓力，亦稱背壓。這種壓力的大小是可以通過液壓系統中的溢流閥來調整的。在注射中，塑化壓力的大小是隨螺桿的轉速都不變，則增加塑化壓力時即會提高熔體的溫度，但會減小塑化的速度。
此外，增加塑化壓力常能使熔體的溫度均勻，色料的混合均勻和排出熔體中的氣體。操作中，塑化壓力的決定應在保證製品質量優良的前提下越低越好，其具體數值是隨所用的塑料的品種而異的，但通常很少超過20公斤/平方厘米。
2、注射壓力：注射機的注射壓力都是以柱塞或螺桿頂部對塑料所施的壓力（由油路壓力換算來的）為準的。注射壓力在注塑成型中所起的作用是，克服塑料從料筒流向型腔的流動阻力，給予熔料充模的速率以及對熔料進行壓實。
三、成型周期
完成一次注射模塑過程所需的時間稱成型周期，也稱模塑周期。它實際包括以下幾部分：成型周期:成型周期直接影響勞動生產率和設備利用率。因此,在生產過程中,應在保證質量的前提下,盡量縮短成型周期中各個有關時間。保壓時間也有最惠值,已知依賴於料溫,模溫以及主流道和澆口的大小。如果主流道和澆口的尺寸以及工藝條件都是正常的,通常即以得出製品收縮率波動范圍最小的壓力值為准。冷卻時間主要決定於製品的厚度,塑料的熱性能和結晶性能,以及模具溫等。