㈠ 生物质新能源的原理
生物质燃料是将农作物秸杆、木屑、锯末、花生壳、玉米芯、稻壳、树枝、树叶、干草通过压缩成型直接利用的燃料。无任何添加剂和粘结剂。是一种可再生的清洁能源。根据中华人民共和国《可再生能源法》的要求,国家发改委于2006年8月组织编制了《可再生能源中长期发展规划》,提出了2010年至2020年可再生能源的发展目标和任务,其中,生物质固体成型燃料分别达到100万吨和5000万吨,并确立了生物质固体成型燃料作为现代清洁能源的地位。目前,我国城市拥有大量的小型手烧燃煤锅炉,其中大都分布在城市内及城市周边,由于烧的都是含硫量高的劣质煤,因小型锅炉无脱硫装置,加上司炉水平低等因素,冒黑烟、硫污染等直接影响了城市及周边的空气质量,为此,取消城市小型煤锅炉及煤改气、电的呼声很高,且许多城市已采取了行动,但由于气源紧张、电价昂贵,而城市热力又达不到的城市或地方,收效甚微。用清洁的生物质燃料替代煤,在城市小型锅炉内使用就成为首选。但目前大多数小型锅炉的结构均不适合使用生物质燃料(仍有冒黑烟、粉尘污染等现象),而生物质专用燃料燃烧装置彻底地解决了生物质燃料在锅炉中的燃烧问题。它根据生物质燃料挥发分大的特点,综合应用了反烧法、煤制气法、悬浮燃烧等多种洁净燃烧技术,使生物质燃料燃烧完全,解决了冒黑烟的本质问题。锅炉煤的洁净燃烧理论认为,煤的洁净燃烧必须满足三个条件:
1、要求较高的温度(不低于380℃)。
2、可燃烧气体在高温区停留的时间要长。
3、充足的氧气。
反烧法、煤制气法、悬浮燃烧技术为当代公认的洁净燃烧技术。生物质燃料专用锅炉的结构实现了上述洁净燃烧的条件及技术,由炉体及燃料装置(炉胆、外筒、加料口)、上炉排、可拆快组合卫燃带,可拆快换悬挂炉排、下炉排、炉内除尘装置、出灰装置及二次风口,三次配风口和烟气出口等组成。
工作原理:生物质燃料从加料口或上部均匀地铺在上炉排上,点火后,开启引风机,燃料中的挥发分析出,火焰向下燃烧,在卫燃带、悬挂炉排所构成的区域迅速形成高温区,为连续稳定着火创造了条件,小于上炉排间隙且挥发分已燃尽的炙热燃料和未燃尽的微粒,在引风机及重力的作用下,一边燃烧一边向下掉落,落在温度很高的悬挂炉稍作停留后继续下落,最后落到下炉排上,未完全燃烧的燃料颗粒继续燃烧,燃尽的灰粒从下炉排落入出灰装置的灰斗,当积灰到一定高度时,打开出灰闸板一并排出。在燃料下落的过程中,二次配风口补充一定氧气,供悬浮燃烧,三次配风口提供的氧气的为下炉排上的燃烧助燃,完全燃烧后的烟气通过烟气出口通往对流受热面。大颗料烟尘通过隔板向上时由于惯性甩入灰斗,稍小的灰尘通过除尘挡板网阻挡又大部分落入灰斗,仅部分极其细小的微粒进入对流受热面,极大地减少了对流受热面的积灰,提高了传热效果。使用成型生物燃料时,可拆掉细颗料燃料附加炉排、卫燃带、悬挂炉排及炉内除尘网。
优点:
①、可迅速形成高温区,稳定地维持反烧、煤气化燃烧及悬浮燃烧状态,烟气在高温炉膛内停留时间长,经多次配风,上边进料,下边出火,下吸式燃烧,燃烧充分,燃料利用率高,不冒黑烟。
②、采用炉内除尘装置,与之配套的锅炉烟尘排放原始浓度低,可不用烟囱。
③、燃料燃烧连续,工况稳定,不受添加燃料或捅火的影响,可保证出力。
④、水冷炉排管采用防结渣装置,燃烧稳定,清理方便。
⑤、操作简单、方便无需繁杂的操作程序。
⑥、燃料适应性广。
⑦、本燃烧装置,可广泛用于旧的燃煤锅炉的改造及与新制造的生物质锅炉的配套生产,具有极好的市场市景。
㈡ 秸秆燃烧的详细原理
植物生物质(包括据木、木柴,野草,松针树叶,作物秸秆,牛羊畜粪,食用菌渣)中的碳元素质量分数约为40%,其次为氢、氮、氧、镁、硅、磷、钾、钙等元素。植物秸秆的有机成分以纤维素,半纤维素为主,质量分数为50%。这些生物质原料,在缺氧条件下加热,使之发生复杂的热化学反应的能量转化过程。此过程实质是植质中的碳、氢、氧等元素的原子,在反应条件下按照化学键的成键原理,变成一氧化碳、甲烷、氢气等,可燃性气体的分子。这样植物生物质中的大部分能量就转移到这些气体中。基本反应包括:
C+O2=CO2 2C+O2=2CO
2H2O+C=CO2+2H2 2CO+O2=2CO2
H2O+CO=CO2+H2 CO2+C=2CO
CH4+CO2=2CO+2H2 C+2H2=CH4
CO+3H2=CH4+H2O 2H2+O2=2H2O
上述生物质的气化过程的实现是通过气化反应装置(即制气炉)完成的。
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㈢ 生物质气化炉的工作原理
不同生物质的反应过程也有差异,常见气化炉反应可分为氧化层、还原层、裂解层和干燥层。
1、氧化反应
生物质在氧化层中的主要反应为氧化反应,气化剂由炉栅的下部导入,经灰渣层吸热后进入氧化层,在这里通过高温的碳发生燃烧反应,生成大量的二氧化碳,同时放出热量,温度可达1000~1300摄氏度,
在氧化层进行的燃烧均为放热反应,这部分反应热为还原层的还原反应,物料的咧解及干燥提供了热源。
2、还原反应。在氧化层中生成的二氧化碳和碳与水蒸气发生还原反应。
3、裂解反应区。氧化区及还原区生成的热气体在上行过程中经裂解区,将生物质加热,使在裂解区的生物质进行裂解反应。
4、干燥区。经氧化层、还原层及裂解反应区的气体产物上升至该区,加热生物质原料,使原料中的水分蒸发,吸收热量,并降低产生温度,生物质气化炉的出口温度一般为100~300℃
氧化区及还原区总称气化区,气化反应主要在这里进行。裂解区和干燥区总称为燃料准备区。
㈣ 秸秆气化灶的工作原理是什么
1、什么叫做秸秆燃气?
秸秆燃气,是利用生物质通过密闭缺氧,采用于溜热解法及热化学氧化法后产生的一种可燃气体,这种气体是一种混合燃气,含有一氧化碳、氢气、甲烷、等,亦称生物质气。
2、秸秆燃气中含有哪些燃气组分?
根据北京市燃气及燃气用具产品质量监督检验站,2000年10月25日,秸秆燃气检验报告得知:秸秆燃气含量15.27%,氧3.12%、氮 56.22%,甲烷1.57%,丙烷0.03%,丙烯0.05%,合计100%。
3、秸秆燃气的开发前景怎样?
2003年,“太阳能”杂去第一期《我国植物生物质能源开发展望》一文中已做预测,摘录如下:
植物生物质能源是一个巨大的太阳能仓库,是重要的“绿色能源”之一,可以讲开发利用植物生物质能源,就是开发利用太阳能。植物生物质能源可以再生,取之不尽,取之不竭。因此,根据我国国情和当今国际社会“新思维、新料学、新技术”的发展态势,发展的植物生物质为原料的绿色能源转化技术,符合本世纪发展的主题——社会可持续发展。
据报道,我国能源专家对本世纪上半叶我国植物生物质能源的发展进行了3个阶段的科学预测:
第一阶段(2001-2010),植物生物质能源的生产能基本得到满足,基本解决我国农村生活用能,生态环境的破坏能得到有效地控制,基本遏制因直接燃烧植物生物质和废弃植物生物质而引起的生态环境恶化的趋势;
第二阶段:(2011-2030),我国农村植物生物质能源综合建设达到社会化,农用植物生物质能方式多维、多元化,生产,生活用能得到满足,植物生物质绿色能源转化技术得到普遍推广和应用,我用生态环境建设开始走上良性循环的轨道;
第三阶段:(2031-2050),建立起我国多能互补,结构合理,安全可靠的植物生物质能源生产供应体系,并形成规模,乡镇企业因能源高效化,农民因能源优质化。基本建立起适应可持续发展的良性循环的生态环境系统工程,增强我国植物生物质能源综合建设的可持续发展能力。
我国着名科学家,中科院院士朱清时教授讲,目前我国能源战略迫切需要研究用非粮食类生物质作原料生产液体类,气体类燃料。开发出拥有自主知织产权和具有推广价值的实用技术,保障我国植物生物质能源的安全开发利用和经济昌盛繁荣。
4、秸秆燃气从那里来?
农民使用秸秆燃气可以从以下两个方面,第一,靠秸秆气化工程集中供气获得。第二,可以利用生物质自己生产。
秸秆气化工程,一般为国家,集体个人三方投资共建,一个村(指农户居住集中的村)的气化工程大约需50-80万,在我国目前大约有200多个村级秸秆气化工程。
农民自产自用的秸秆燃气,主要靠家用制气炉进行生物质转化,投资不大,小则300余元,多则700余元。
5、秸秆燃气生产技术原理?
植物生物质(包括据木、木柴,野草,松针树叶,作物秸秆,牛羊畜粪,食用菌渣)中的碳元素质量分数约为40%,其次为氢、氮、氧、镁、硅、磷、钾、钙等元素。植物秸秆的有机成分以纤维素,半纤维素为主,质量分数为50%。这些生物质原料,在缺氧条件下加热,使之发生复杂的热化学反应的能量转化过程。此过程实质是植质中的碳、氢、氧等元素的原子,在反应条件下按照化学键的成键原理,变成一氧化碳、甲烷、氢气等,可燃性气体的分子。这样植物生物质中的大部分能量就转移到这些气体中。基本反应包括:
C+O2=CO2 2C+O2=2CO
2H2O+C=CO2+2H2 CO+O2=2CO2
H2O+CO=CO2+H2 CO2+C=2CO
CH4+CO2=2CO+2H2 C+2H2=CH4
CO+3H2=CH4+H2O 2H2+O2=2H2O
上述生物质的气化过程的实现是通过气化反应装置(即制气炉)完成的。
6、秸秆燃气生产的工作原理?
制气炉具有生物质原料造气,燃气净化,自动分离的功能。当燃料投入炉膛内燃烧产生大量CO和H2时,燃气自动导入分离系统执行脱焦油、脱烟尘,脱水蒸气的净化程序,从而产生优质燃气,燃气通过管道输送到燃气灶、点燃(亦可电子打火)使用。
7、气化炉的分类有哪些?
秸秆气化炉,亦称生物质气化炉,制气炉,燃气发生装置等,在气化炉当中,分直燃(半气化)式和导气(制气)式气化炉。其中导气式气化炉中又分上吸式、下吸式、流化床气化炉。直燃式与导气式气化炉在广告词中,不少读者极易被误导。直燃式气化炉是适用二次进风产生二气化燃烧,而导气式气化炉是运用热化学反应原理产生可燃气体燃烧。
8、秸秆燃气生产技术发展方向?
用生物质替代煤,天然气和重油等化石燃烧来制备合成为甲醇,汽油,或柴油等液体燃料而用于交通工具,这样即可以满足人类对液体燃料日益增长的需求,同时又可有效减轻由于大量使用化石燃料给环境带来的污染。
㈤ 制取氧气原理图
图片你去这个网站看:
http://360e.com/zhuanti/200710/chuhua/21.htm
原理:加热高锰酸钾诶~
试管中放高锰酸钾 ~带导管的塞子塞上~然后加热(先预热)~
就可以制02了
也可以用双氧水和2氧化锰催化反应~
操作步骤是:①检查装置的气密性。②向试管中加入药品。③把试管固定在铁架台上。④加热试管中的药品。⑤用排水法收集氧气。⑥停止加热,结束制气。
操作时应注意:①试管固定在铁架台上,试管口略向下倾斜,以避免水存在影响制气和易使试管炸裂;②铁夹夹在距管口约1/3处,这样有利于药品加热;③加热试管时,先使试管均匀受热,然后再固定加热,并注意使用酒精灯外焰,这样可避免受热不均造成试管炸裂,可充分利用热源;④用排水取气法收集氧气,停止实验时应先将导气管撤出水槽再熄灭酒精灯。这样可避免倒吸使冷水进入热试管造成试管炸裂。
㈥ 生物质蒸汽发生器运用其原理是什么
生物质蒸汽发生器,它主要由进料箱,送料机构,带有燃烧室的炉体组成,所述的炉体 的中间设置有下部带有炉栅的燃烧室,燃烧室的上部相接有用隔热层隔断的、用于回收烟气热能的贮烟室,燃烧室和贮烟室外设置有环绕其周围的夹层水套,燃烧室 上部侧壁接出烟气引出管,从夹层水套中间向下接至炉体底部进风室内设置的烟气腔体中,由该烟气腔体的另一侧返接入夹层水套中间向上再接至燃烧室上部的贮烟 室中;所述炉体底部的进风室通过外侧壁的进风口连接于外设的鼓风机;所述燃烧室的炉栅上方侧壁设置有进料口和点火口器,该进料口通过一根斜管连接于置于料 箱下部的送料机构;它具有结构合理、紧凑,使用方便可靠、安全,热效率高,环保节能等特点。
㈦ 南昌博大节能科技公司的柴草气化炉的制气原理是怎样的
生物质燃料通过制气系统在高温缺氧条件下,采用干馏热解氧化反应产生一种可燃性气体;制气设备具有生物原料造气、燃气净化、自动分离的功能。柴草在特制炉体内暗燃状态下高温热解;产生烟雾自动导入转换净化系统、二次脱焦回流增压器进行脱焦油、脱烟尘、脱水蒸汽的精华程序后转换成碳氢气,再经过二次供氧开关调节混合比例到达专利燃气灶充分燃烧利用,产生威猛火力;加热快捷高效;热效率高倍提升,气体随用随产,不许储存,无压力危险!可长年封火!
㈧ 什么是生物质制氢
生物质资源丰富,是重要的可再生能源。可以通过生物质汽化和微生物制氢。
(1)生物质汽化制氢。生物质汽化制氢就是将生物质原料如薪柴、锯末、麦秸、稻草等压制成型,在汽化炉或裂解炉中进行汽化或裂解反应,制得含氢的燃料气。我国在生物质汽化技术领域的研究已取得一定成果,中科院广州能源所多年来进行了生物质汽化的研究,其汽化产物中氢气约占10%。虽然可以作为农村的生活燃料,但氢含量比较低。在国外,由于转化技术的提高,生物质汽化已能大规模生产水煤气,其氢气含量大大提高。
(2)微生物制氢。微生物也可以用来制氢。微生物制氢的方法已经受到人们的关注。利用微生物在常温常压下进行酶催化反应可以制得氢气。生物质产氢主要有化能营养微生物产氢和光合微生物产氢两种方式。属于化能营养微生物的是各种发酵类型的一些严格厌氧菌和兼性厌氧菌。发酵微生物制氢的原始基质是各种碳水化合物、蛋白质等,目前已有利用碳水化合物发酵制氢的专利,并利用所产生的氢气作为发电的能源。光合作用产氢是指微型藻类和光合作用细菌等光合微生物的产氢过程与光合作用相联系。20世纪90年代初,中科院微生物所、浙江农业大学等单位曾进行“产氢紫色非硫光合细菌的分离与筛选研究”及“固定光化合细菌处理废水过程产氢研究”等,取得一定成果。
目前,国外已经出现了一种应用光化合作用细菌产氢的优化生物反应器,其产氢规模可以达到日产氢2800立方米。这种方法采用各种工业和生活有机废水及农副产品的废料为基质,进行光化合细菌的连续培养,在产氢的同时可以净化废水,并获得单细胞蛋白。这种方法具有一定的发展前景。
(3)甲醇重整制氢。甲醇重整制氢是以甲醇为原料,采用甲醇重整生产氢气技术。很久以前,这种技术在国内外就已经商业化了。目前,该技术已广泛用于电子、冶金、食品及小型石化行业中。甲醇重整制氢技术与大规模的天然气、轻油、水煤气等转化制氢相比,具有流程短、投资省、耗能低、无环境污染等特点。
甲醇加水重整反应是一个多组分、多反应的气固催化复杂反应系统。甲醇液和脱盐水按一定比例混合后,经计量泵升压进入原料汽化器进行汽化和加热。
汽化原料和反应所需的热量由导热油炉系统提供。原料汽在汽化器内加热到220℃后,进入甲醇重整反应器,在反应器内发生重整反应,生成氢、二氧化碳和一氧化碳等混合气体。反应后混合气体经过换热器与原料液进行热交换,再经过净化塔洗涤后送进气液分离缓冲罐分离未反应的甲醇和水,使重整气中甲醇含量达到规定质量要求,完成制气。
冷凝和洗涤下来的液体为甲醇和水的化合物,全部送回配液罐回收循环使用。合格的转化气经过一套由多台吸附塔并联交替操作的变压吸附系统,一次性吸附分离所有杂质,得到纯度和杂质含量都合格的氢气。
(4)其他含氢物质制氢。国外曾研究从硫化氢中制取氢气。我国有丰富的氢资源,如河北省赵兰庄油气田开采的天然气中氢含量高达90%以上,其储量达数千万吨,是一种宝贵资源。从硫化氢中制取氢有许多方法,我国在20世纪90年代开展了多方面的研究,如中国石油大学进行了“间接电解法双反应系统制取氢气与硫黄的研究”取得进展,正进行扩大试验。
中科院感光所等单位进行了“多相光催化分解硫化氢的研究”及“微波等离子体分解硫化氢制氢的研究”等。各种研究结果将为今后充分合理利用宝贵资源、提供清洁能源及化工原料奠定基础。
(5)各种化工过程副产氢气的回收。多种化工过程如电解食盐制碱工业、发酵制酒工业、合成氨化肥工业、石油炼制工业等均有大量副产品氢气产生,如能采取适当的措施进行氢气的分离回收,每年可得到数亿立方米的氢气。
(6)用葡萄糖制氢。葡萄糖也可以用来制氢。1996年10月,英美科学家利用生活在地下热水出口附近的细菌产生的酶,把葡萄糖转化为氢和水。具体说来,就是从包括青草在内的植物基本组成成分——纤维素中分解出葡萄糖,然后以酶促使葡萄糖氧化,从而得到清洁燃料氢分子。这种制氢的方法优点非常明显,首先,它所用的植物纤维素来源丰富;其次,可以大量培养能在热水中迅速繁殖的酶,其方法简单,投资也很少。