生物質反應器多參數在線分析

功能及技術參數

 

1、反應釜反應壓力：滿足安全壓力要求，≤5MPa，

 

2、裝填量：10~500L。

 

3、由生物氣發生系統和生物氣凈化系統組成。

 

4、配有溫度傳感器，壓力傳感器、氣體進樣閥門、氣體采樣閥。氣體粉塵濃度監控精度<100g/m3。壓力傳感器測量精度0.001Mpa。

 

5、出口氣指標：CH4%>95%。配備連續監測產品氣中的H2、SO2、NOX、CO、CO2、O2等氣體濃度。

 

6、工作溫度：0-100℃。

 

測量方法： CO/CO2/CH4/CnHm ---NDIR紅外傳感器技術、H2---TCD熱導檢測、O2---長壽命電化學氣體傳感器技術。

 

響應時間：≤10秒（NDIR）

 

自動校準：本儀器內置自動調零裝置，可實現無標氣自動校準

 

供電電源： 220V±44V 交流 50Hz±1Hz

 

 

 

輸出信號：標準RS-232、DC 4~20mA電流輸出

 

工作溫度： 0～100℃

 

相對濕度： 5~85%

 

大氣壓力： 85~105 KPa。

 

預處理系統:由取樣探頭、霧過濾器組件、不銹鋼結構大容積過濾器組件、除濕器、特制耐腐抽氣泵、蠕動排液泵、精細過濾器流量控制器等組成。其功能：完成樣氣的凈化、除塵、除濕、穩壓、穩流，其過濾精度可達≤0.1u,。將符合要求的被測樣氣，送入分析儀器，確保了分析儀器工作的準確性和長期可靠性。

 

測式功能

 

采用非分光紅外氣體分析技術，長壽命電化學傳感技術，及基于MEMS的熱導技術，可同時測量煤氣、生物燃氣的熱值，以及CO、CO2、CH4、H2、O2、CnHm等氣體的體積濃度。

 

功能特點:

 

　　1) 同時測量氣體成分及熱值

 

　　可同時測量CO、CO2、CH4、H2、O2、CnHm等體積濃度，并自動計算、顯示煤層氣、天然氣熱值，替代燃燒法熱值儀。

 

　　2) 測量準確度高

 

　　采用非分光紅外氣體分析技術和基于MEMS的熱導技術。多組分測量氣體間無交叉干擾：CnHm對CH4測量結果無干擾，CO、CO2、CH4對H2測量結果無干擾;受外界影響小，氣體采樣流量變化對H2熱導傳感器測量結果無影響。測量CnHm體積濃度，保證焦爐煤氣、混合煤氣、發生爐煤氣、秸稈燃氣等氣體熱值的準確性。

 

　　3) 便攜式機身設計

 

　　便于攜帶，可同時滿足工業現場測量和實驗室氣囊取樣分析需求。

 

　　4) 電量智能化管理

 

　　軟啟動電源開關，電池電量智能化管理，避免儀器在低電量條件下工作。

 

　　5) 數據管理簡捷

 

　　自動存儲測量數據，具備查詢、刪除功能，可通過多種接口傳輸到上級集中控制系統。

 

　　6) 使用成本低

 

　　相較于奧式、色譜等氣體分析技術，測量過程無需拆卸安裝、耗費化學試劑等，結構簡單，易于操作，無耗材。

 

適用范圍:

 

鋼鐵、冶金、化工、煤氣化，如高爐煤氣、轉爐煤氣、焦爐煤氣、發生爐煤氣、水煤氣、電石爐尾氣、天然氣等領域工業現場管道直接取樣分析;新能源行業：生物發酵、生物裂解等氣體成分測量;高校科研院所各種燃燒試驗的氣體取樣分析等。

 

 

 

 

 

秸稈氣化氣化是在不*燃燒條件下，利用空氣中的氧氣或含氧物質作為氣化劑，將生物質轉化為含CO,H2,CH4等可燃氣體的過程。根據其所處的氣化環境可分為空氣氣化、富氧氣化、水蒸氣氣化和熱解氣化，其中，空氣氣化技術是直接以空氣位氣化劑，氣化效率較高，是目前應用廣泛，也是所有氣化技術中簡單、經濟的一種。

      秸稈氣化爐是生物質氣化的主要設備，常見的有固定床、流化床及攜帶床3種形式，以固定床氣化爐應用廣泛，固定床氣化爐又可分為下吸式、上吸式、橫吸式及開心式、密閉式幾種類型。我公司目前主要致力于開心式和密閉式氣化爐的研究開發，生產的氣化爐可以對接老式的燃煤燃油鍋爐、導熱油爐、熱交換器、烘干機、碳化機等等，應用十分廣泛

 

生物質氣化反應裝置是指將生物質原料（柴薪、鋸末、麥稈、稻草等）壓制成型或簡單破碎加工處理后，送入氣化爐中，在欠氧的條件下進行氣化裂解，從而得到的可燃氣體，根據應用需要有時還要對產出氣經行凈化處理從而得到優質的產品氣。

 

生物質氣化原理是在一定的熱力學條件下，借助于氣化介質（空氣、氧氣或水蒸氣等）的作用，使生物質的高聚物發生熱解、氧化、還原、重整反應，熱解伴生的焦油進一步熱裂化或催化裂化成為小分子碳氫化合物，獲得CO、H2和CH4等氣體。

 

由于生物質由纖維素、半纖維素、木質素、惰性灰等組成，含氧量和揮發份高，焦炭的活化性強，因此生物質與煤相比，具有更高的氣化活性，更適合氣化。生物質氣化主要包括氣化反應、合成氣催化變換和氣體分離凈化過程（直接燃用的不用分離凈化）。

 

生物質反應器多參數在線分析系統

 

生物質氣化反應原理如圖2-1所示：

 

生物質氣化反應原理圖

 

生物質氣化化學反應式（以空氣為氣化介質）：

 

CH1.4O0.6+0.4O2+1.5N2=0.7CO+0.3CO2+0.6H2+0.1H2O+(1.5N2)

 

生物質氣化的主要參數：

 

1）當量比：

 

理論當量比為0.28，由于原料與氣化方式的不同，實際運行中，控制的當量比在0.2~0.28之間。

 

2）氣體產率：

 

流化床氣化爐的氣體產率約為1.9～2.3Nm3/kg。

 

3）氣化效率：

 

生物質燃料氣化活性高，氣化效率高，可達90％以上。

 

4）氣體熱值：

 

根據生物質原料的不同，所產生物質氣的熱值不同，參考《生物質燃氣的成分分析表》表1所示為各種原材料的生物質燃氣成分表：

 

表1 生物質燃氣的成分分析表

 

 

 

燃料       H2

%     CO2%     O2

%     CH4

%     CO

%     CnHm

%     N2

%     Hg

kJ/m3

玉米芯   20.0 13.0 0.9  2.3  17.0 0.2  46.6 5317.6

茶殼       13.01     7.9  2.2  3.75 22.4 0.2  50.59     5298.5

木屑       13.76     10.5 0.4  4.04 23.4 1.0  46.9 6085.7

棉柴       11.5 11.6 1.5  1.92 22.7 0.2  50.58     4915.5

花生殼   21.0 17.6 0.8  2.1  15.5 0.9  42.1 5819.4

 

表2 幾種典型燃氣及燃-空混合氣熱工性質對比

 

氣體種類       氣體低位熱值（kJ/m3）    理論空氣量（m3/m3）      理論燃燒溫度（℃）       燃-空混合氣低位熱值（kJ/m3）

天然氣   36586    9.64 1970      3438

焦爐煤氣       17615    4.21 1998      3381

混合煤氣       13858    3.18 1986      3315

發生爐煤氣   5735      1.19 1600      2618

沼氣       21223    5.56

3191

秸稈生物質氣      5316      0.9  1810      2798

優點

1）生物質可燃氣除具有生物質燃料的一般特點外，還具有以下優點：

 

2）環保清潔型氣體燃料；

 

3）燃燒特性好，燃盡率高；

 

4）含硫量極低，僅為燃料油的1/20左右，不用采取任何脫硫措施即可達到環保要求；

 

5）含氮量極低，燃燒時不用采取任何脫硝措施即可達到環保要求；

 

6）燃氣含灰量低；

 

7）“0"排放：生物質燃燒排放的CO2與其在生長過程中吸收的CO2相同，且替代了化石能源，減少了凈排放，根據《京都議定書》機制，生物質燃料CO2為生態“0"排放。

 

生物質可燃氣的熱值、主要成分、燃燒產物

 

1）生物質氣體燃料的熱值：一般為5～8MJ/m3；

 

2）生物質氣體燃料的成分：其主要可燃成份為CO、H2和CH4和一些C2H4高分子碳氫化合物及少量焦油；

 

3）生物質氣體燃料的燃燒產物：生物質氣體燃料是一種可再生的環保清潔型能源，硫含量很低，主要燃燒產物為CO2、H2O、N2。

 

生物質可燃氣的應用

 

生物質可燃氣，即將生物質原料在生物質氣化爐中通過高溫氣化，轉化為生物質可燃氣，替代燃料油或天然氣應用于鋼鐵窯爐、玻璃窯爐、陶瓷窯爐等。

 

生物質可燃氣的品質優于現在工業用的煤轉氣（水煤氣）基本相當，含塵量和焦油含量更低、更環保。

 

工藝描述

 

生物質氣化技術是我公司自主開發的新型生物應用技術