在高溫和氣化劑(空氣或含氧物質(zhì))的作用下,木材轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇紵臍怏w,稱為木煤氣。由木材轉(zhuǎn)變?yōu)槟久簹獾倪^程,稱為木材的氣化過程,實(shí)現(xiàn)這一過程的關(guān)鍵設(shè)備是煤氣發(fā)生爐。將木材轉(zhuǎn)變?yōu)槟久簹夂?,燃燒過程易調(diào)解,燃燒完全,火焰溫度高,沒有灰渣,且易于輸送,所以采用木煤氣做燃料比直接用木材好。
生產(chǎn)原料
木材廢料,森林采伐剩余物,農(nóng)作物秸稈和其他含碳有機(jī)物。常用的氣化劑為空氣、水蒸氣及它們的混合氣體。
木材氣化原理
木炭之類含碳材料進(jìn)入煤氣發(fā)生爐中,經(jīng)過干燥、干餾兩個區(qū)域以后進(jìn)入氣化區(qū),與氣化劑發(fā)生反應(yīng),轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇夹詺怏w。
產(chǎn)生煤氣的氣化反應(yīng)是在固體炭化物與氣化劑之間發(fā)生的多相反應(yīng)。反應(yīng)經(jīng)過三個步驟:氣化劑穿過固體炭化物表面的氣膜擴(kuò)散到炭化物表面,氣化劑在炭化物表面發(fā)生氣化反應(yīng),氣化反應(yīng)產(chǎn)物穿過固體炭化物表面的氣膜擴(kuò)散出來,其中氣化反應(yīng)速度主要取決于氣化劑及氣化產(chǎn)物穿過固體炭化物表面氣膜的擴(kuò)散速度。
煤氣發(fā)生因素
①木塊的大小。木塊的大小影響氣化劑與木塊的接觸面積,從而影響氣化反應(yīng)速度,因此木塊應(yīng)預(yù)先粉碎至規(guī)定的大小。
②木材的含水率。本材的含水率,蒸發(fā)水分所消耗的熱量增加,使煤氣發(fā)生爐中干燥區(qū)所占的比例增大,導(dǎo)致煤氣發(fā)生爐的生產(chǎn)能力下降。
③氣化劑的種類及用量。丘i化劑的種類對氣化反應(yīng)速度、煤氣的組成及熱量都有影響。其rfl以水蒸氣為氣化劑生產(chǎn)的煤氣的發(fā)熱量,達(dá)10000~11300kJ/Nm3,而以空氣和水蒸氣構(gòu)成的復(fù)合氣化劑生產(chǎn)的煤氣的發(fā)熱量,為1000~10400 kJ/Nm3。在一定范圍內(nèi),提高氣化劑流速,可提高氣化反應(yīng)速度,增加煤氣發(fā)生爐的生產(chǎn)能力。
④氣化溫度。適當(dāng)提高氣化溫度,可以提高氣化反應(yīng)速度,增加生產(chǎn)能力,但溫度太高,會出現(xiàn)爐料燒結(jié)熔化,燒壞爐內(nèi)金屬構(gòu)件。因此,雖然在理論上煤氣發(fā)生爐內(nèi)氣化區(qū)溫度可以提高到1600℃左右,但實(shí)際上受材質(zhì)的影響,提高的幅度是有限的。