生物質(zhì)氣化爐可采用秸稈、稻草、木屑、木片、玉米芯、稻殼等多種生物質(zhì)原料,原料水分含量在20%以下,可配套2-30噸的蒸汽鍋爐。按原料價(jià)格300元/噸計(jì),保守估算平均每產(chǎn)1噸蒸汽的運(yùn)行成本約120元(包含人工與電費(fèi))。與天然氣鍋爐相比,工業(yè)天然氣價(jià)格約4.5元/方,熱值約8500Kcal/Nm3天然氣鍋爐產(chǎn)蒸汽的運(yùn)行成本在300元/噸以上。
生活垃圾屬于生物質(zhì)垃圾,生活垃中的揮發(fā)分特別高,占熱值的70%左右,而煤卻較低,無煙煤還不到10%。揮發(fā)分主要由高熱值的氫、氧、甲烷和碳?xì)浠衔锏人M成。煤在燃燒時(shí)主要是炭燃燒產(chǎn)生熱量,而生活垃圾燃燒時(shí)在225-500℃釋放出大量揮發(fā)分,一次供氣很難使其*燃燒,因此生活垃圾不適合直接燃燒。生活垃圾燃燒的途徑是:用中溫貧氧熱裂解的方法,把生活垃圾中的揮發(fā)分提取出,變成生物質(zhì)可燃?xì)怏w,這些生物質(zhì)可燃?xì)怏w就可以像天然氣一樣進(jìn)行燃燒。也就是說生活垃圾是很好的制取可燃?xì)怏w的原料。
生活垃圾中溫貧氧熱裂解與傳統(tǒng)生活垃圾熱解相比,都可產(chǎn)生可燃?xì)怏w,但卻有著質(zhì)的區(qū)別。
傳統(tǒng)生活垃圾熱解
傳統(tǒng)生活垃圾熱解是高溫?zé)峤猓瑐鹘y(tǒng)生活垃圾熱解是在部分碳燃燒、部分碳還原的熱力條件下,從垃圾中生產(chǎn)出可燃?xì)怏w和灰燼。
傳統(tǒng)生活垃圾熱解產(chǎn)生可燃?xì)怏w主要是垃圾原料經(jīng)過氧化還原反應(yīng)和裂解反應(yīng)。氧化反應(yīng):是垃圾中的一部分碳和空氣的燃燒反應(yīng),生成大量的二氧化碳,同時(shí)放出熱量,溫度可達(dá)1000~1300℃,該熱量為還原反應(yīng)和裂解反應(yīng)提供了熱源。
還原反應(yīng):在氧化層中生成的二氧化碳和余碳與水蒸氣發(fā)生還原反應(yīng),生成一氧化碳和氫氣。
裂解反應(yīng):在225-500℃溫度下析出可燃?xì)怏w、炭、焦油和水蒸氣。
傳統(tǒng)生活垃圾熱解產(chǎn)生的可燃?xì)怏w為一氧化碳(15-20%)、氮?dú)猓?0%左右)和揮發(fā)分氣體(僅占30-35%),因此其熱值較低,每立方米垃圾可燃?xì)鉄嶂禐?000大卡左右,每公斤垃圾可產(chǎn)生約3立方米氣;由于炭全部消耗盡,僅剩下余灰,(有的生活垃圾熱解爐宣傳說也產(chǎn)炭,那也是排渣過快,炭未燃盡,有炭也不是好炭)。目前國內(nèi)小型傳統(tǒng)傳統(tǒng)生活垃圾熱解性能極不穩(wěn)定,不能推廣應(yīng)用,而大型傳統(tǒng)生活垃圾熱解存在著極不安全的因素,并且為灰燼、飄灰、焦油所困。
生活垃圾中溫貧氧熱裂解原理
生活垃圾中溫貧氧熱裂解是在隔絕氧氣或很少氧氣的熱力條件下,從垃圾中生產(chǎn)出可燃?xì)怏w和炭、木醋液、焦油。
生活垃圾中溫貧氧熱裂解產(chǎn)生可燃?xì)怏w的過程僅是生活垃圾中溫貧氧熱裂解爐中的裂解反應(yīng)部分,垃圾中的炭基本不參加反應(yīng),只要能夠提供225-600℃裂解反應(yīng)溫度即可。其反應(yīng)機(jī)理為:半纖維素主要在225-350℃析出揮發(fā)分;纖維素主要在325-375℃析出揮發(fā)分;木質(zhì)素在250-570℃析出揮發(fā)分,
生活垃圾中溫貧氧熱裂解產(chǎn)生的可燃?xì)怏w基本為揮發(fā)分氣體,因此熱值較高,每立方米垃圾可燃?xì)鉄嶂禐?000大卡左右,每公斤垃圾可產(chǎn)生1.5立方米左右可燃?xì)怏w;炭含灰量很低,其熱值一般在8000大卡/公斤左右,用途廣泛,價(jià)格高;木醋液、焦油質(zhì)量也好。合理的垃圾熱裂解爐性能穩(wěn)定、安全性好。