生物質氣化爐原理精選(九篇)
前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的生物質氣化爐原理主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。
第1篇：生物質氣化爐原理范文
[Abstract]biomass gasification mixed combustion power generation is an effective way to use biomass energy and conventional fossil energy， but also can control the emission of SO2， NOX、N2O and CO， and even toxic pollutants. In the mixed fuel power generation system of biomass gasification， gasification furnace is the core technology of biomass gasification in the equipment， the automatic control technology is a key factor to determine the system stable and efficient operation， efficient and clean utilization of raw materials can. This article is based on the established biomass gasification equipment， combined with biomass gasification + coal coupled power generation technology requirements， starting from the principle of biomass gasification， launch control research for the influence factors of gasification and biomass gasification + coal coupled power generation applications， and gives the design of automatic control of mixed combustion of biomass gasification power generation process gasification furnace.
[Key words] biomass gasification mixed combustion power generation； gasifier； automatic control； system research
引言
如果l電企業能夠利用農林廢棄物發電，對促進節能減排和合理控制能源消費總量具有積極作用，而采用氣化技術產生的生物質可燃氣取代部分鍋爐用煤，充分利用燃煤機組高發電效率，這種“生物質能氣化+煤”耦合式發電方式，生物質綜合發電效率在30%以上，高于現有的生物質直燃發電（20～25%），減少了化石燃料產生的污染物排放量，符合火力發電能源結構調整的要求，也能滿足國家能源局印發的《可再生能源配額制指導意見》規定非水電新能源發電配額的要求。
1.生物質氣化工藝流程
1.1生物質的貯存系統
加工成型的生物質物料，由外界通過運輸車輛送到生物質貯存倉庫，在貯存前，生物質原料須進行稱重、取樣。生物質原料品質的關鍵指標為生物質水分和熱值，在生物質貯存倉庫內配有裝載機，抓斗旋轉裝置，通過這些裝置，生物質被送到進料振動篩，生物質經過振動篩網，過濾掉不合格的生物質料，再通過螺旋輸送機，長距離輸送皮帶將生物質送到加壓系進料系統的常壓料倉。
1.2加壓進料系統
存放在常壓料倉的生物質料，通過進料裝置和閥門進入到生物質鎖斗，鎖斗裝滿生物質料后，通過控制系統用氮氣（氮氣由公用工程制氮系統供應）對鎖斗充壓，當生物質在鎖斗內壓到0.1～0.3MPa時（與氣化爐壓保持一致），鎖斗加壓完成，生物質通過下料閥和下料裝置，進入到加壓給料倉，在加壓給料倉的底部，有兩組螺旋輸送機，生物質料由這兩組螺旋輸送機分兩路進入到生物質氣化爐進行持續進料。生物質鎖斗在完成卸料后，鎖斗將會進行卸壓至常壓狀態，再重新進料，充壓，進行下一個循環物料輸送，每個小時完成約兩次循環，每次進料量可維持氣化爐滿負荷運行30分鐘。
1.3生物質氣化爐及氣體凈化系統
氣化爐是整個系統的關鍵設備。根據操作條件的差別，氣化爐分為固定床氣化爐和流化床氣化爐兩種類型。本文建議采用富氧加壓循環流化床氣化爐，相比常規循環流化床氣化爐在處理規模、氣化效率、燃氣品質等方面具有較為顯著的優勢。富氧加壓循環流化床的加壓氣化增加了反應的濃度和反應速度，大幅度增加了處理量，且反應溫度高，碳轉化率95%以上。工作壓力在0.3MPa時，如果處理量為530噸/天，加壓后發電功率提高2%（折合300KW/h）。在同等裝機容量、同等工程條件下，加壓氣化總體投資比常壓循環流化床氣化低。
氣化爐爐型為流化床，從加壓給料倉來的生物質分成兩路從氣化爐的下部進入爐膛反應區；在氣化爐的底部，空氣，氧（水蒸氣根據生物質成分按比例加入）作為氣化劑進入爐膛，生物質在爐膛內和空氣，氧氣充分混合，形成一種沸騰流化狀態（氣化反應溫度約為700～980℃，氣化壓力0.1～0.3MPa）；同時，爐內的高溫床料也充分起來了傳熱和傳質的作用，加速了氣化反應的進程，氣化最終生成高溫可燃氣。
化學方程如下：
主要氣化反應：C + O2 C O2+Q
2C + O2 2CO+Q
C + H2O CO+H2-Q
2CO + O2 2CO2+Q
CO2 + C 2CO-Q
C + 2H2 CH4+Q
生物質裂解反應：生物質CO+H2+CH4+N2+CnHm（少量焦油）
因生物質原料含有一定比例的灰分，在氣化過程中產生的灰渣，一部分由氣化爐底部排出，冷卻后送到貯存系統；另一部分則隨著可燃氣進入到下游分離裝置-旋風分離器，進入旋風分離器的高溫合成氣在離心力的作用下，進行氣體和固體分離，固體灰從旋風分離器底部經過冷卻后排出，送到貯存系統。可燃氣則從旋風分離器的頂部出來，進入到下游的余熱回收系統。
表1 氣化爐出口典型可燃氣組成表
可燃氣組成 CO H2 CH4 N2 CO2 H2O 焦油量 粉塵量
含量%（vol） 24.2 17 4.5 28.6 13.1 12.6
可燃氣熱值 6487KJ/Nm3（1552kcal/Nm3）
1.4余熱回收裝置系統
經過旋風除塵后的可燃氣溫度約為850～900℃，氣體溫度較高，且體積較大，在送入電廠燃煤鍋爐前為減小設備w積，降低輸送氣體管道的設備材質等級要求，同時保證可燃氣中的焦油不產生冷凝，高溫可燃氣通過余熱回收裝置熱量回收的方式降溫到400℃左右，余熱回收裝置生成的低壓水蒸汽并入電廠管網系統，氣化爐用除鹽水由電廠公用系統供應。
1.5可燃氣的輸送和燃燒系統
經過除塵和余熱回收后的可燃氣，溫度約為400℃，煙氣中的焦油在300℃以上成氣態，壓力（0.1～0.3MPa），氣體經過經過在線的氣體成分、溫度及流量計量計算得出輸入鍋爐的總熱量，再送到燃煤鍋爐前獨立的燃氣燃燒器，通過鍋爐燃燒器燃氣進入鍋爐和煤粉一起燃燒發電。在事故情況下，可燃氣可通過緊急的排放火炬及切斷系統，如鍋爐MFT，氣化系統的安全保護動作將觸發氣化爐緊急停車，氣化系統將與鍋爐系統切斷隔離，可燃氣將引至安全區域火炬放空，且系統自動進行氮氣置換的保護程序，煤氣放散裝置設有點火裝置和氮氣滅火設施。
2.生物質氣化過程的主要影響因素
生物質氣化反應復雜，氣化機理研究較為困難，反應過程受到的影響因素較多。針對既定的氣化裝置及生物質顆粒，其影響因素主要為氣化溫度、時間、壓力。在生物質氣化過程中，氣化溫度是一個很重要的參數，溫度的高低不但會影響產氣的速率，而且對物料反應過程中的吸放熱等可逆反應也一定的影響，從而最終影響到氣化產物分布、產品氣的組成、產氣率、熱解氣熱值。此外，反應時間是決定二次反應過程的主要因素，一般溫度大于700℃時，氣化過程初始產物（揮發性物質）的二次裂解受停留時間的影響很大，在8s左右，可接近完全分解，使氣體產率明顯增加，所以必須考慮停留時間對氣化效果的影響。壓力方面，采用加壓氣化技術可以改善流化質量，壓力增大，裂解反應加強，產生的焦油量和氣相濃度都減小。所以，操作壓力提高，一方面能提高生產能力，另一方面能減少帶出物損失。
3.過程控制系統
生物質氣化混燃發電的生產裝置及公用工程等輔助裝置都采用現場總線、DCS、EDS和PLC進行監控和聯鎖。個別輔助裝置也可設置常規儀表盤。由于裝置中可能泄露可燃氣體及有毒氣體，也可考慮設有可燃氣體檢測器及相應的毒氣檢測器。
3.1氣化爐安全穩定運行控制系統
設置一個中央控制臺（CCS），中央控制臺內設有DCS和ESD操作站、輔助操作站等人機接口，對燃料的輸送、加壓、進料、氣化，余熱回收裝置和公用設施進行操作控制管理。此外，還應設有計算機系統進行先進控制（APC）和實時優化（RT-OPT）管理。中央控制臺集計算機控制、計算機監督控制（SCS）和全裝置的管理計算機系統（TCS）于一體。
DCS系統及儀表電源均由不中斷供電裝置（UPS）供給，要求在外電源斷電后，整個儀表及DCS能供30分鐘的備用量。儀表空氣由電廠配送過來緩沖罐送往氣化系統各裝置，氣化罐容量應滿足全裝置停電后30分鐘用量。
氣化裝置的重要的安全聯鎖系統采用三重化冗余系統（即緊急停車系統ESD），對安全聯鎖系統的關鍵參數采用3取2表決處理。聯鎖系統的重要輸出采用雙電磁閥的結構。ESD系統具備與DCS進行高速通訊的能力，能夠及時把聯鎖系統的工藝參數告訴操作員，又能及時接受DCS的指令。為確保氣化爐運行穩定性，控制平臺還將對生物質燃料流量中值選擇，氧/燃料比參數以及氣化爐負荷進行控制和調整。
3.1.1生物質燃料流量中值選擇。
生物質燃料流量的控制是采用變頻電機調節生物質燃料泵轉速來實現。為了增加生物質燃料流量測量的可靠性，對生物質燃料流量設計了中值選擇回路。對生物質燃料流量（三個電磁流量計）輸入DCS進行計算，取中間值即中值作為生物質燃料流量的最終值。在DCS上可選擇上述三個流量或中值為輸入值經PID調節控制生物質燃料給料器的轉速。
3.1.2氧/生物質燃料比參數。
氧/生物質燃料比的自動控制，采用標準比例功能和內部儀表的比例計算來保證氧/生物質燃料比穩定。氧/生物質燃料比手動給出，經乘法器（生物質燃料流量乘以氧/生物質燃料比）計算出氧量流量，作為氧氣單參數控制回路的遠程給定。如果生物質燃料流量發生變化，通過氧/生物質燃料比自動控制。根據實測的生物質燃料流量計算出氧量流量，經PID調節后的輸出值來控制氧氣調節閥的動作。如果氧氣流量發生變化，通過氧/生物質燃料比自動控制，計算出相應的生物質燃料流量，經PID調節后的輸出值來控制電機轉速，使生物質燃料流量按氧/生物質燃料比變化。
3.1.3氣化爐負荷的控制。
氣化爐生產負荷的控制，氣化爐負荷手動給出，為了防止負荷大幅度波動，設置速度限制器，將負荷每分鐘的變化限制在一定范圍內。為了防止氧氣過量，設置高低選擇器。在生物質燃料回路上設置高選器，將計算出的生物質燃料量和負荷給定的燃料量作比較，取高者作為生物質燃料回路遠程給定的最終值。在氧氣回路上設計低選器，將生物質燃料量和負荷給定的生物質燃料流量作比較，將其低者作為氧氣回路的給定值。這樣當低負荷時，生物質燃料流量大于負荷給定值，被高選器選中，先提生物質燃料流量，經氧/生物質燃料比控制，氧氣流量隨之變化。當降負荷時，氧氣流量低于負荷給定值，被低選器選中，先降氧氣流量，經氧/生物質燃料比控制，生物質燃料流量隨之下降。
3.2輔助控制系統
輔助控制系統采用PLC控制，并與DCS通過通訊及硬接線連接，在DCS上完成監視及操作。輔助控制系統推薦采用同一品牌的PLC系統以利于運行維護。
3.3緊急操作臺
當分散控制系統（DCS）發生通訊故障或操作員站全部故障時，可以通過緊急操作臺實現安全停爐。安裝在操作臺上實現緊急安全停爐所必需的后臺監控設備主要有：手動停爐、放空閥、火炬點火等操作按鈕，對有可能發生燃氣泄漏的位置均設置燃氣泄漏報警設備。
總之，針對既定的生物質氣化混燃發電系統采用分散控制系統（DCS）控制[包括：數據采集系統（DAS）、模擬量控制系統（MCS）、順序控制系統（SCS）、鍋爐安全保護系統（FSSS）及電氣控制系統（ECS）等]，個輔助系統（制氧、制氮、空壓機、除灰及輸料等）為隨系統帶來的PLC控制，在DCS上完成全廠監視及操作完全滿足設計需求，為生物質氣化混燃發電的推廣應用從控制角度提供了一種有益的思路和方法。
參考文獻：
[1]張瑞祥.生物質發電氣化過程機理分析與建模研究[D].華北電力大學（河北），2008.
第2篇：生物質氣化爐原理范文
關鍵詞:生物質;熱解爐;產氣率;熱值
中圖分類號:7Q545
文獻標識碼:A
文章編號:1005-569X(2010)05-0126-03
1 引言
能源與環境是當今社會發展的兩大主題。經濟社會的發展以能源為重要動力,在可持續發展觀點不斷深入人心的時代背景下,可再生能源逐步受到人們的高度關注,而生物質能作為可再生能源家族中的一員,因其存儲量大、可再生、利用方式多元化等可持續發展特性在當今社會能源領域占據了重要的地位[1]。從20世紀80 年代初開始, 經過近20 年的努力, 我國生物質氣化技術已逐步發展起來。我國自行研制的集中供氣和戶用氣化爐產品已進入實用化試驗及示范階段, 形成了多個系列的爐型, 可滿足多種物料的氣化要求, 在生產、生活用能、發電、干燥、供暖等領域得到利用。但與國外先進水平相比,仍有較大差距[2]。目前,我國生物質熱解氣化技術存在的主要問題有:①燃氣熱值偏低。一般約為4500~5000kJ/m3;②焦油含量偏高。一般均超過國家有關標準的數倍之多,影響居民正常使用;③燃氣中含氧量較高,安全隱患大。有的熱解氣含氧量高達近3.5~4.0%,非常接近發生爐煤氣的爆炸下限;④污水排放引起環境污染。目前的熱解氣凈化多采用水洗,這不僅會溶解可燃氣造成浪費,吸附的焦油還會造成水體污染;⑤缺乏對氣化、凈化設備技術性能參數的系統測試等[3~5]。
總之,我國的生物質氣化技術水平仍處于初級階段,其氣化產品的產量和質量、氣化設備的性能和可靠性、運行參數的合理確定、燃氣的安全使用、環境污染問題等,均是影響該技術推廣使用的問題,亟待進行研究解決。
2 熱解爐的工作原理
熱解爐內燃料層自上而下可以分為3層:干燥層、熱解層和氣化層(包括氧化層和還原層),運行穩定時,一定粒度的生物質原料進入氣化裝置后首先在干燥層燥,隨著料層的下落,伴隨溫度的升高,析出揮發分,并在高溫下裂解(熱解) [6,7]。裂解后的氣體和炭在氧化層與供入的氣化介質(空氣)發生氧化反應并燃燒,燃燒放出的熱量用于維持干燥、熱解和還原反應。氧化后的氣體含有一些不可燃氣體,如:CO2、H2O等,經還原反應減少其含量。最終生成了含有一定量的CO、H2、CH4及部分不飽和烴CmHn的混合氣體,凈化后即可燃用[8]。干燥的燃料在熱解過程中產生CO、CO2、H2 ,焦油蒸氣及少量的CH4、CmHn等氣體以及固體焦[9]。隨后,固體焦發生如下的氧化,還原反應[10]。
氧化階段:C+O2=CO2+408.84kJ
2C+O2=2CO+246.44kJ
還原階段:C+CO2=2CO-162.41kJ
H2O+C=CO+H2-118.82kJ
2H2O+C=CO2+2H2-75.24kJ
H2O+CO=CO2+H2-43.58kJ
3 上吸式生物質固體廢物熱解爐的設計
3.1 熱解氣化爐氣化劑需要量的計算
3.1.1 秸稈完全燃燒所需的空氣量
秸稈含有碳、氫、氧、氮、硫等元素,由于氮和硫的含量非常低,所以,研究中不考慮氮、硫與氧的燃燒反應,只考慮碳、氫與氧的燃燒反應[11]。
碳完全燃燒的反應:
C+O2=CO2
12.000kg 22.400m3
1kg碳完全燃燒需要1.866m3氧氣
氫燃燒的反應:
4H+O2=2H2O
4.032kg22.400m3
1kg氫燃燒需要5.550m3氧氣
1kg原料中已經含有氧[O],相當于已經供給[O]×22.4/32=0.700[O]m3氧氣,氧氣占空氣的21%,所以玉米秸稈完全燃燒所需的空氣量V(m3/kg)=(1.866[C]+5.55[H]-0.7[O])/0.21。
表1 玉米秸稈的元素分析(干燥基)
元素[C][H][O][N][S]灰分
含量/%45.436.2446.360.920.170.88
由表1可知,玉米秸稈所含主要元素的含量為[C]=45.43%,[H]=6.24%,[O]=46.36%,[N]=0.92%。
玉米秸稈完全燃燒所需的空氣量[12]V=(1.866[C]+5.550[H]-0.700[O])/0.21=(1.866×45.43%+5.55×6.24%-0.700×46.36%)/0.21=4.143m3/kg
3.1.2 秸稈氣化所需的空氣量
圖1中的曲線為生物質氣化時空氣的當量比與產出氣成分之間的關系曲線。由圖1可以得出當量比為0.00時,沒有氧氣輸入,直接加熱原料的反應屬于熱分解反應,雖然可以產生H2、CO、CH4等可燃成分,但產出氣中焦油含量很高,且約占物料質量的30%的炭不能同時轉變為可燃氣體;當量比為1.00時,原料與氧氣完全燃燒,不能產生可燃氣;只有在當量比為0.25~0.30,產出氣成分較理想,即氣化反應所需的氧僅為完全燃燒時耗氧量的25%~30%。當生物質物料中水分較大或揮發成分較小時取上限,反之取下限。
圖1 燃氣成分和空氣量的關系
所用原料的含水率W=7.37%,較低,所以可以取當量比的下限值,取當量比a0=0.25,則氣化所需要的空氣量[12]V0=a0×V=0.25×4.143=1.036m3/kg
3.2 試驗用氣化爐的爐體結構
試驗用氣化爐的爐體結構如圖2。
圖2 試驗用氣化爐爐體結構示意
4 熱解爐的性能試驗研究及其結果
原料是生物質中典型的玉米稈,物料稱重采用TGT-100型臺秤,秸稈破碎用9FQ-20多用粉碎機,氣體采樣用100mL全玻璃注射器,供風采用CZR型120W離心式交流鼓風機,管道風速測定采用QDF-2A型熱球式電風速儀,爐內溫度測定用WRN型熱電偶和電子式溫度指示控制儀,氣體成分分析采用QF型1901-1904型奧式氣體分析儀。
試驗步驟:首先檢查試驗裝置的氣密性,保證氣化爐和管道系統的密閉性,檢查各個儀器能正常使用,將原料破碎到粒徑
圖3、圖4、圖5反映了在不同的氣化劑量的情況下,氣化爐內部下層溫度和氣體的成分在開始試驗1h內的變化。
圖3 風量為1.8m3/h時,溫度、氣體含量和成分隨時間的變化
2010年5月綠 色 科 技
第5期
圖4 風量為2.4m3/h時,溫度、氣體含量和成分隨時間的變化
圖5 風量為3.3m3/h時,溫度、氣體含量和成分隨時間的變化
本文為全文原貌 未安裝PDF瀏覽器用戶請先下載安裝 原版全文
從圖3、圖4、圖5可知,①在低的氣化劑流量下,需要達到最高溫度的時間較長,影響熱解氣化效果;②氣化劑的流量對升溫速率影響比較大,升溫速率隨氣化劑流量的增多而增大,然而氣化劑量過大會使得試驗后期溫度下降較快,同樣影響了熱解氣化效果;③氣化劑的流量大小對其最高溫度也有影響,氣化劑量大,達到的最高溫度也高;④氣化劑量小,造成燃燒不充分,溫度升高慢,使得爐內溫度較低,熱解氣可燃成分含量低;⑤氣化劑量大,雖然可以升至較高的溫度,但是空氣過量容易形成局部燒穿現象,影響傳熱,使得熱解過程不能持續進行,也造成可燃氣成分含量較低。
因此氣化劑量是熱解氣化的關鍵因素,它直接影響到爐內的溫度和升溫速率,并影響爐體不同位置的溫度變化情況,而溫度和升溫速率是熱解氣化的關鍵因素,溫度的提高和升溫速率的加快促進了氣化的過程。
5 結語
在當前進度條件下,通過模型試驗,研究了影響生物質熱解可燃氣產量及質量的主要因素,獲得了固定床熱解裝置的合理結構的工作參數。通過試驗研究,提高了固定床生物質(主要是農林廢物)熱解工藝的產氣率及產品(主要是熱解可燃氣)的質量;提高了生物質熱解裝置的生產穩定性;降低熱解產品的生產成本;探討了降低熱解可燃氣中粉塵及焦油含量的途徑。總的來說,該熱解爐可廣泛使用于我國生物質固體廢物的處理和利用領域,有較廣闊的應用前景。
參考文獻:
[1] 殷福珊.中國生物質能源的發展現狀及趨勢[J].日用化學品科學,2006(11).
[2] 杜 瑛,胡常偉.生物質熱解前景研究[J].山西師范大學學報(自然科學版 ),2007(2).
[3] 張無敵,宋洪川,夏朝風,等.高熱值生物質熱解氣化技術的探討[J].新能源,1999,21(1):19~12.
[4] 田成民.我國生物質氣化技術研究概況[J].化工時刊,2004(12).
[5] ENCINAR J M, BELTRAN F J , RAMIRO A, et al . Pyrolysis gasification of agricultural residues by carbon dioxide in the presence of different additives : influence of variables [J].Fuel Processing Technology, 1998, 55( 3):219.
[6] 李 鵬,王維新,吳 杰,等.生物質氣化及氣化爐的研究進展[J].新疆農機化,2007(3).
[7] 邱鐘明,陳 礪.生物質氣化技術研究現狀及發展前景[J].可再生能源,2002,104(4):16~19.
[8] 馬隆龍,吳創之,孫 立.生物質氣化技術及其應用[M].北京:化學工業出版社,2003.
[9] 羅 凱,陳漢平,王賢華,等.物質焦及其特性[J].可再生能源2007,25(1).
[10] 徐慶賢,謝 建,張無敵,等.云南省生物質氣化技術研究現狀[J].可再生能源,2004(4):66~68.
[11] XIU SN, YI WM,LIBM.Flash pyrolysis of agricultural residues using aplasm a heated laminar entrained flow reactor[J].Biomass and Bioenergy,2005(29):135~141.
[12] 朱孔穎,許德浦.小型秸稈氣化爐的改造與應用[J].污染防治技術,2004,17(2).
Research and Development on Pyrolytic Oven of Biomass Solid Waste
Tianrenzhu,Xueyong,Qinyang,Chenkezhong
(Southwest University of science and Techenology Education priority key laboratory of Solid
waste treatment and the resource-rization of province Ministry build together,Sichuan
Mianyang621010,China)
Abstract: The biomass energy development and the use may alleviate the pressure which now the conventional energy source decreasing and the environmental pollution brings,pyrolytic gasification technology may greatly enhance the using efficiency of the biomass energy.At present,Civil biomass pyrolytic oven of producing the combustible gasmainly existence following question,such as low gas-produced rate,low calorific value was, high tar content, lowreliability ,not a tunablemovement parameter low, the fuel gas security, the environmental pollution and so on.In order to overcome these questions, through the pyrolytic oven model experiment , the existing biomass installment craft structure and the non-design parameter was optimized, the output and the quality enhances its thermal pyrolytic production, the production cost was decreased.
第3篇：生物質氣化爐原理范文
民家樂秸稈氣化爐高效節能、安全衛生、火力猛、熱值高。麥草、棉稈、稻草、玉米秸、高粱秸、谷殼類,樹枝葉根、鋸末刨花、菌渣、雜草、煙廠、紙廠的殘渣等所有生物質有機物均可做燃料,用料省產氣快,隨開隨用。一次點火長期不滅,內部耐火層確保爐體使用壽命長。多次技術創新的民家樂高分子智能氣化爐(發明專利號:2007101663204)優勢如下:
一、構造簡單,使用方便。
1、采用旋流雙環繞疊式進風,爐內燃料燃燒碳化后層層剝落、整體坍塌,避免燒空塔橋,不冒黑煙。衛生可靠火焰高,可做飯、燒水、取暖、大棚加溫等。
2、進行紅外線灶具批量生產和使用。該爐對燃料要求低,不需將燃料加工、切碎,粗細均可。水分含量在30%-40%條件下照樣燃燒,不需添加助燃劑。
3、統一采用交、直流電兩用鼓風機,功率從3―40瓦。停電時使用一號干電池或摩托車小電瓶代替。
二、節省能源,效率高。
1、該爐高效節能,一次加料3-5公斤,可持續燃燒4-6小時,且中途不需壓料,封火時間長。該爐紅外線本身可攜帶能量,使爐內達到高溫度,熱效率高,燒開一壺水只需6―8分鐘,比用液化氣提前3―5分鐘。電子調速可隨意控制火焰大小,方便實用。
2、秸稈等原料來源廣闊,變廢為寶。比燒煤、用煤氣和液化氣省錢。
3、增加二次供風給氧系統,對氣體進行二次凈化,實現灶頭火焰的高度聚合,相當于5000瓦的電爐,燒水做飯的同時可帶4―6組暖氣片,取暖面積可達80平方米。
4、該爐采用高分子材料,純手工制作。一個爐體成本只需要30元,加上管道和灶具,綜合成本不超過80元,大大減輕了農民的負擔。
三、因地制宜,市場前景廣闊。
1、秸稈氣化技術不受地域、氣候等條件的限制,立足于農村能源“自產、自用、自足”,一次投資,長期受益。
2、秸稈氣化技術,提高人們生活質量、節省勞動資源、解決環境污染問題、符合新農村建設方向,受政府支持。
相關鏈接:本廠研制的生物醇油,環保新能源。廚房、食堂新燃料!
免費參觀可現場試燒,上門建廠,確保投產。環保生物醇油是以化工廢醇和粗醇為基礎,與航天增熱助燃材料和石油活性抗氧化耐磨人工配置合成。特點如下:⑴熱值高,穩定性好:生物醇油不僅很好地解決了傳統的醇基燃料的熱值不足。浪費大的歷史問題,而且首次解決了傳統的醇基燃料的性能不穩,易揮發及不安全的問題,它比傳統的醇基燃料熱值高1/3左右;⑵原料廣泛,成本低廉:主要燃料在各地化工廠、化肥廠和化工市場都有銷售,綜合成本僅為柴油或液化氣的1/2左右,利潤空間極大;⑶綠色環保,清潔衛生:該燃料燃燒充分,無黑煙、不黑鍋底,無殘渣;⑷安全可靠,適用范圍廣:該燃料在常溫常壓下儲存,運輸和使用無需高壓鋼瓶,用普通鐵銅或塑料銅即可儲存,不會引起爆炸危險,也不會因泄氣而中毒,完全可以代替廚房所用的柴油、液化氣、天然氣;⑸投資少,工藝簡單,見效快,投資500―1000即可生產。
廠家承諾:學費2000元,失業者和殘疾人優惠20%,包吃住。建廠6周年之際,推出10月31日前學費優惠200元活動。專利人親自講解氣化爐原理、原料配方、工藝流程圖紙、專用工具及磨具制作方法。學員可到車間實際操作,學會為止。并贈送專用工具磨具各一套,免費技術升級、免費提供生物秸稈煤球蜂窩煤技術,函授1000元另加光盤。
特別提示:考察時要貨比三家,選擇真正的產品。
地址:山東省菏澤市開發區育才路實驗小學南170號左拐30米
電話:0530―5965968
13336211386
第4篇：生物質氣化爐原理范文
關鍵詞：建筑節能、新型吊炕、秸稈氣化爐
0前言
目前我國農村居民對能源問題的嚴重性缺乏足夠的認識，很少有人在意農村住宅建筑的節能問題，資源浪費嚴重。在我國北方農村地區擁有豐富的秸稈資源，而且“火炕文化”又是北方地區農宅的最大特點，是采暖的主要方式。本文主要探討的是如何科學合理的采暖設計將秸稈資源與“火炕文化”有機的結合在一起，既可以充分利用可再生資源，減少能源浪費，又可以傳承延續當地農宅的文化特點和民俗特色等問題。
1傳統火炕存在的問題
火炕在北方農村居民的日常生活中不僅充當著睡眠、娛樂、會客等不同的功能，還有著采暖的作用，在北方民宅中有著重要的地位和作用。
農村地區傳統的火炕都是落地式，燒柴后熱量流動很快，很多熱量隨著煙囪流失，不能持久保持炕內溫度。由于結構通風等設計不合理，使用時不僅浪費大量有效資源，還對人和環境都有嚴重的污染影響，炊事時間也得不到節省，僅能達到20%左右熱能利用率，節能效果很差。
2新型吊炕技術
2.1吊炕概念
新型吊炕全稱“高效預制組裝架空炕連灶”，包括架空節能炕和節能灶兩部分。新型吊炕遵循燃燒傳熱的科學原理對底部進行架空處理，在傳統火炕的基礎上，對炕灶的外部材料、內部結構、進、排煙道以及煙氣通風等設計進行科學改造，并為使炕內余熱得到更高的利用率而增設了保溫隔熱措施，進一步加大火炕的散熱面積，大大節省了能源的消耗。但目前農村地區所使用的吊炕也存在不足之處，仍有改造進步的空間。
2.2存在的問題
吊炕的底部架空空間雖然增大了散熱面積，但是該空間是一個只有一面開敞的袋形封閉空間，炕體下方空間高溫空氣層不易流動，導致向地面和側墻面的熱損失比較大，熱量沒有最大限度的散發出來。
2.3 新型吊炕技術
2.3.1炕不再緊貼墻布置，而是留出一定空間，從炕邊沿架立并固定一塊有透氣孔的材料，從而使板材與墻壁之間形成一個空氣層。
2.3.2炕表面要求平坦，便于人們使用，下表面傾斜一定角度，促進熱氣流上升到空氣層。熱氣流在整個空間熱環境的作用下，穿過根據傳熱需要給定的導流孔，流經炕表面上方人活動的區域，以拋物線形式下降并與沿窗的下降冷氣流發生沖擊，此時大部分冷氣被迫爬升，暖氣流在阻止下降冷氣流“入侵”后順勢回到炕底下的架空層進行熱量補充，從而使空間形成了冷暖氣流循環。這樣散熱面得到有效適當的擴大，也避免了側墻面的冷輻射。
2.3.3通過測量和計算炕底進風的大小和板面導流孔的位置大小，并根據人經常活動的范圍來控制界面的大小和位置。既不會使炕表面溫度驟然升高，同時也擴大了室內的熱舒適空間的體積，為人們就餐和餐后活動提供了足夠大的舒適空間。
2.3.4炕體表面溫度升高時，房間內部氣壓差進一步增大，可使氣流進一步加快。通過研究空間的合理布置和組合，經過計算測試實驗，進而有效合理的控制熱量的傳送范圍和大小，使炕供熱更加有效節能。
2.3.5確保熱煙氣在炕體中的流動順暢，防止出現倒煙現象，熱煙氣在炕體的流動過程中傳遞給炕的熱量要充分均勻，根據進口熱氣溫度遠遠高于出口熱氣溫度的特點，結合炕體傾斜的情況對熱氣進行了三維空間上的回型傾斜設計，使熱煙從進氣口到出氣口始終為緩慢傾斜向上的爬升流動，進氣口溫度較高距炕表面距離最遠，出氣口反之，從而使整個炕體表面能夠獲得基本均勻的傳熱（見圖1）。
2.3.6在吊炕底板支柱墻處采用“石墨”等經過處理的蓄熱材料進行保溫砌筑，可以有效地吸收炕洞內的熱量。當夜間停止供熱時，能夠釋放部分余熱，使農宅室內的熱環境保持長久持續性，更加滿足農宅的宜居性能。
3秸稈氣化爐的應用
3.1秸稈氣化爐的原理
目前一些農戶已經開始采用新型的秸稈氣化爐，無需添加化工原料，直接將秸稈等生物質轉化成為可燃氣體，高熱量，具有很好的燃燒效果，并且可以做到無味、無煙、無廢氣、無積碳。減輕環境污染，使農業發展賴以生存的生態環境得以有效保護，
3.2秸稈氣化爐與吊炕相結合采暖技術
采用秸稈氣化爐替代原有吊炕中的節能灶，使氣化爐產生的熱量直接進入經過改進的新型吊炕中，不僅可以有效避免了直接燒柴造成的資源浪費和環境污染，還可大大提升室內的熱環境質量。新型吊炕所采用的擋煙墻構造可使氣流擴散面積更廣，流經整個吊炕內部空間，使炕表面熱量更加均勻，有效提高熱效率。
秸稈氣化爐不僅可與吊炕相連，還可將秸稈氣化爐與熱水器和暖器統一結合，從而形成有效的循環采暖模式，既清潔環保，又大大加強了農宅的采暖效果。
4應用前景
4.1經濟分析
據統計，每鋪吊炕平均可節省40%左右的秸稈資源，通過這個比例計算，在農村平均每戶每年可節約1100—1500公斤的秸稈能源，相當于節約600—750公斤標準煤。一鋪吊炕一次性投資需要600元左右，每臺秸稈氣化爐的一次性投資大概千元左右。所以兩者結合的采暖技術建造投入小、回報快，很容易被農戶所接受。
4.2市場分析
我國是農業大國，每年全國有稻草、麥稈等農作物秸稈約7億噸。據統計，我國目前農村居民宅地面積將近1700萬公頃， 比2000年規劃用地1333.3萬公頃的控制指標超出不少。預計到2015 年，我國農村住宅面積將新增85 億m2，全國農村總住宅建筑面積將達到260 億m2。所以在一定時期內，大多數農村居民依然會生活在農村。由此可見，利用這些可再生能源所進行的低造價采暖設計在北方農村地區具有很大的市場空間和發展潛力。
參考文獻
[1]王麗穎，既有住宅節能改造技術應用[J].建設科技，2009（15）：82-83
[2]黃梟， 郗登寶，安明哲，張永峰，活動組裝節能吊炕連灶搭建技術[J].現代農業科技，2012（01）：264-265.
第5篇：生物質氣化爐原理范文
1.火山能
2012年，一項旨在從火山和周邊地下熱巖獲取熱量的新計劃正式啟動。通過往地表裂縫中注入水，研究人員希望能夠利用產生的水蒸汽驅動地下渦輪發電機。美國兩家公司已經獲得許可，在美國俄勒岡州紐貝里火山周圍測試這種發電方式。但有專家擔心，這種被稱為“水力壓裂”的方式有一定危險性，有可能潛在地引發地震。
2.甲烷水合物
甲烷水合物——存在于冰中的甲烷分子——是世界上儲量最大的燃料。2013年3月，日本成為世界上第一個成功從甲烷水合物中提取出天然氣的國家。需要指出的是，甲烷水合物也是一種化石燃料，燃燒時會將大量溫室氣體排放到大氣中。
3.風能
風能發電具有很大前景，與現在普遍使用的固定式風力渦輪發電裝置相比，安裝了風力渦輪機的碳纖維風箏的發電量不相上下，但材料成本極低。研發出無人駕駛汽車和谷歌眼鏡的谷歌公司秘密研究團隊已經買下了這樣一家風箏發電公司，正在努力讓風箏發電成為風能利用的重要方式。
4.細菌發電
英國科學家正在對大腸桿菌進行基因改造，使其產生一種能夠模擬石油的烴膜。他們認為，人類將在不久的將來建造細菌燃料廠，細菌以生物質為食并產生具有成本效益的燃料。
5.太空太陽能
太空中沒有云，也沒有大氣干擾，太陽能電池板可以讓所能收集的太陽能實現最大化。通過激光束或者微波，太陽能被傳輸回地球。這一想法早在20世紀70年代就已經出現。現在，美國宇航局已經對這一想法產生濃厚興趣，這大大提高了太陽能發電衛星升空的可能性。
6.生物質能
現有的生物質發電過程，需要對生物質如葉子和木頭進行干燥處理，而后令其分解產生甲烷、氫氣等氣體。丹麥發明家設計了一種新型生物質氣化爐，能夠捕獲潮濕材料中的濕氣并以熱水的形式排出。這項技術能夠讓氣化爐的效率提高30%。
7.波浪能
2008年，世界上第一家波浪能發電廠在葡萄牙波爾圖投入運營。在蘇格蘭奧克尼郡的歐洲海洋能源中心，世界上最大的波浪能發電廠于2013年初獲準動工建造。這座裝機容量40MW的發電廠的發電量可以滿足近3萬個家庭的用電需求。與風能或者太陽能發電相比，波浪能發電擁有更大的可預測性，這就意味著波能電更容易被并入電網。波浪能發電廠部署了大量巨型浮標，它們可將海浪的動能轉化成電能。
8.藻類
人們知道可以用藻類生產生物燃料，但如果不對藻類進行處理，它們仍可以產生能量嗎？美國科學家給出了肯定的答案。他們已成功從藻類細胞中“偷走電子”。雖然“偷走”的電子不多并且整個過程需要用電，但這項技術為研究高效綠色能源打開了一扇門。
9.微型粒子加速器
英國研究人員發明出一種微型粒子加速器——其原理與大型強子對撞機類似，但個頭小得多——能夠取代化石燃料。這種“口袋”加速器采用天然形成的放射性物質釷，能夠產生大量能量，只需要1噸釷便可產生相當于200噸鈾或者350萬噸煤的能量。
第6篇：生物質氣化爐原理范文
循環制氫和利用生物質轉化制氫等, 不僅對各項技術的基本原理做了介紹, 也對相應
的環境, 經濟 和安全 問題 做了探討. 對可再生氫能系統在香港的 應用 前景做了展望.
關鍵詞: 可再生能源, 氫能, 電解水, 光伏電池, 太陽能熱化學循環, 生物質
引言
技術和經濟的 發展 以及人口的增長, 使得人們對能源的需求越來越大. 目前 以石
油, 煤為代表的化石燃料仍然是能源的主要來源. 一方面, 化石燃料的使用帶來了嚴
重的環境污染, 大量的co2, so2, nox氣體以及其他污染物, 導致了溫室效應的產生和
酸雨的形成. 另一方面, 由于化石燃料的不可再生性和有限的儲量, 日益增長的能源
需求帶來了嚴重的能源危機. 據估計, 按照目前的消耗量, 石油僅僅能維持不到50年,
而煤也只能維持200年. kazim 和 veziroglu (2001)[1]指出, 做為主要石油輸出國的阿拉
伯聯合酋長國, 將在2015年無法滿足石油的需求. abdallah 等人(1999)[2]則宣布, 埃
及的化石燃料資源, 在未來的20年內就會耗盡! 而作為能源需求大國的
盡管電解水制氫具有很高的效率, 由于昂貴的價格, 仍然很難大規模使用. 目前
三種電解槽的成本分別為: 堿性電解槽us$400-600/kw, pem電解槽約us$2000/kw, 固體
氧化物電解槽約us$1000-1500/kw. 當光伏電池和電解水技術聯合制氫時, 制氫成本將
達到約us$41.8/gj(us$5/kg), 而當風力發電和電解水技術聯合制氫時, 制氫成本約為
us$20.2/gj (us$2.43/kg) [20].
2. 太陽能熱化學循環制氫
太陽能熱化學循環是另一種利用太陽能制取氫燃料的可行技術. 首先, 由太陽能
聚光集熱器收集和匯聚太陽光以產生高溫. 然后由這些高溫推動產氫的化學反映以制
取氫氣. 目前國內外廣泛 研究 的熱化學制氫反應有: (1) 水的熱分解(thermolysis);
(2) h2s的熱分解和(3) 熱化學循環水分解.
2.1. 水的熱分解制氫
由太陽能聚光器產生的高溫可以用于對水進行加熱, 直接分解而產生氫氣和氧氣.
反應式如(4)
2h2o 2h2 + o2 (4)
在這個反應中, 水的分解率隨溫度的升高而增大. 在壓力為0.05bar, 溫度為2500k時,
水蒸汽的分解率可以達到25%, 而當溫度達到2800k時, 則水蒸汽的分解率可達55%. 可
見提高反應溫度, 可以有效產氫量. 然而, 反應所需的高溫也帶來了一系列的 問題 .
由于溫度極高, 給反應裝置材料的選擇帶來了很大限制. 適合的材料必須在2000k以上
的高溫具有很好的機械和熱穩定性. zirconia由于其熔點高達3043k而成為近年來在水
的熱分解反應中廣泛使用的材料 [21,22]. 其他可選的材料及其熔點見表2.
表2. 作為熱化學反應裝置備選材料及其熔點 [22]
table 2 some materials and their melting points [22]
oxides t oc carbides t oc
zro2 2715 b4c 2450
mgo 2800 tic 3400-3500
hfo2 2810 hfc 4160
tho2 3050 hbn 3000 (decomposition)
另一個問題就是氫和氧的分離問題. 由于該反應可逆, 高溫下氫和氧可能會重新結合
生成水, 甚至發生爆炸. 常用的分離 方法 是通過對生成的混合氣體進行快速冷卻(fast
quenching),再通過pd或pd-ag合金薄膜將氫和氧分離. 這種方法將會導致大量的能量
損失. 近幾年有研究人員采用微孔膜(microporous membrane)分離也取得一些成功
[22,23], 使得直接熱分解水制氫研究又重新受到廣泛關注.
2.2. h2s的熱分解
h2s是化學 工業 廣泛存在的副產品. 由于其強烈的毒性, 在工業中往往都要采用
claus process將其去除, 見式(5)
2h2s + o2 2h2o + s2 (5)
這個過程成本昂貴, 還將氫和氧和結合生成水和廢熱, 從而浪費了能源. 對h2s的直接
熱分解可以將有毒氣體轉化為有用的氫能源, 變廢為寶, 一舉兩得. h2s的熱分解制氫反
應式見(6)
2h2s 2h2 + s2 (6)
該反應的轉化率受溫度和壓力的 影響 . 溫度越高, 壓力越低, 越有利h2s的分解. 據報
道, 在溫度1200k,壓力1 bar時, h2s的轉化率為14%, 而當溫度為1800k, 壓力為0.33bar
時, 轉化率可達70% [24]. 由于反應在1000k以上的高溫進行, 硫單質呈氣態, 需要與氫
氣進行有效的分離. 氫與硫的分離往往通過快速冷卻使硫單質以固態形式析出. 同樣,
這種方法也會導致大量的能量損失.
2.3. 熱化學循環分解水制氫
水的直接熱分解制氫具有反應溫度要求極高, 氫氣分離困難, 以及由快速冷卻帶
來的效率降低等缺點. 而在水的熱化學分解過程中, 氧氣和氫氣分別在不同的反應階
段產生, 因而跨過了氫氣分離這一步. 并且, 由于引入了金屬和對應的金屬氧化物,
還大大降低了反應溫度. 當對于水直接熱分解的2500k, 水的熱化學循環反應溫度只有
1000k左右, 也大大減輕了對反應器材料的限制. 典型的2步熱化學循環反應式見
(7)-(10).
2 y x o
2
y xm o m + (7)
2 y x 2 yh o m o yh xm + + (8)
或者 2 o o m o m y x y x + ′ ′ (9)
2 y x 2 y x h o m o h o m + + ′ ′ (10)
其中m 為金屬單質, mxoy 或1 1 y x o m 則分別為相應的金屬氧化物. 適合用做水的熱化學
循環反應的金屬氧化物有tio2, zno, fe3o4, mgo, al2o3, 和 sio2等. zno/zn 反應溫度較
低, 在近幾年研究較多 [24-29]. fe3o4/feo 是另一對廣泛用于熱化學分解水制氫的金屬
氧化物. 該循環中, fe3o4 首先在1875k 的高溫下被還原生成feo 和 o2, 然后, 在573k
的溫度下, feo 被水蒸汽氧化, 生成fe3o4 和 h2. 經研究發現, 用mn, mg, 或co 代替
部分fe3o4 而形成的氧化物(fe1-xmx)3o4 可以進一步降低反應溫度 [4], 因而更具 發展
前景.
除了以上所述2 步水分解循環外, 3 步和4 步循環分解水也是有效的制氫方式.
is(iodine/sulfur)循環是典型的3 步水分解循環, 該循環的反應式見(11)-(13):
4 2 x 2 2 2 so h hi 2 o h 2 so xi + + + at 293-373k (11)
2 2 i h hi 2 + at 473-973k (12)
2 2 2 4 2 o
2
1 so o h so h + + at 1073-1173k (13)
在is 循環中,影響制氫的主要因素就是單質硫或硫化氫氣體的產生等副反應的發生. 為
盡量避免副反應的發生, x 的值往往設置在4.41 到11.99 之間[30]. ut-3 則是典型的
4 步循環[31]. 其反應式見(14) - (17):
2 2 2 o
2
1 cabr br cao + + at 845 k (14)
hbr 2 cao o h cabr 2 2 + + at 1,033 k (15)
2 2 2 4 3 br o h 4 febr 3 hbr 8 o fe + + + at 493 k (16)
2 4 3 2 2 h hbr 6 o fe o h 4 febr 3 + + + at 833 k (17)
熱化學循環分解水雖然跨過了分離氫和氧這一步, 但在2 步循環中, 生成的金屬在
高溫下為氣態并且會和氧氣發生氧化還原反應而重新生成金屬氧化物, 因此, 需要將
金屬單質從產物混合物中分離出來. 金屬單質的分離一般采用快速冷卻使金屬很快凝
固從而實現分離. 同樣, 在3 步循環中, 氫和碘也需要及時的分離. 采用的分離技術都
類似.
2.4. 熱化學循環分解水制氫的現狀
熱化學循環制氫在歐洲研究較多, 但由于產物的分離一直是一個比較棘手的問題,
能量損失比較大, 此種制氫方法還沒有進入商業化的階段. 在swiss federal institute of
technology zurich,對zno/zn 循環制氫研究已經比較深入. 他們的研究目前主要集中在
產物的分離以及分解水反應的機理方面 [32]. swiss federal office 則已經啟動了一個
“solzinc”的計劃, 通過zno/zn 循環制取氫氣以實現對太陽能的儲存. 目前正在進行
反應器的設計, 將于2004 年夏季進行測試[33].
2.5.太陽能熱化學循環制氫的環境, 經濟 和安全問題
太陽能熱化學循環采用太陽能聚光器聚集太陽能以產生高溫, 推動熱化學反應的
進行. 在整個生命周期過程中, 聚光器的制造, 最終遺棄, 熱化學反應器的加工和最
終的廢物遺棄以及金屬,金屬氧化物的使用都會帶來一定的環境污染. 其具體的污染量
需要進行詳細的生命周期評價(lca)研究. 此外, 在h2s 的分解中, 以及在is 循環和
ut-3 循環中, 都使用了強烈腐蝕性或毒性的物質, 比如h2s, h2so4. 這些物質的泄漏
和最終的處理會帶來環境的污染和危險, 需要在設計和操作過程中加以考慮. 另外, 由
于反應都是在高溫下進行, 氫和氧的重新結合在反應器中有引起爆炸的危險, 需要小
心處理.
由于熱化學循環制氫尚未商業化, 相關的經濟信息都是基于估算. steinfeld
(2002)[29]經過估算指出, 對于一個大型的熱化學制氫工廠(90mw), 制的氫氣的成本為
大約us$4.33-5/kg. 相比之下, 由太陽能熱電 – 電解水系統制取氫氣的成本則約為
us$6.67/kg, 而通過大規模天然氣重整制氫的成本約為us$1.267/kg [20]. 可見太陽能熱
化學循環制氫和天然氣重整制氫相比雖然沒有經濟優勢, 但和其他可再生制氫技術相
比則在經濟性方面優于太陽熱電-電解水和光伏-電解水技術.
3. 利用生物質制氫
生物質作為能源, 其含氮量和含硫量都比較低, 灰分份額也很小, 并且由于其生
長過程吸收co2, 使得整個循環的co2 排放量幾乎為零. 目前對于生物質的利用, 尤其
在發展
熱裂解得到的產物中含氫和其他碳氫化合物, 可以通過重整和水氣置換反應以得
到和提高氫的產量. 如下式所示:
合成氣 + h2o h2 + co (18)
co + h2o co2 + h2 (19)
利用生物質熱裂解聯同重整和水氣置換反應制氫具有良好的 經濟 性, 尤其是當反
應物為各種廢棄物時, 既為人類提供了能量, 又解決了廢棄物的處理 問題 , 并且技術
上也日益成熟, 逐漸向大規模方向 發展 . danz (2003 年)[39]估算了通過生物質熱裂解制
氫的成本約為us$3.8/kg h2 (因氫的熱值為120mj/kg, 這相當于us$31.1/gj), 這和石
油燃油的價錢us$4-6/gj 相比還沒有任何優勢, 但carlo 等[40]指出, 當熱裂解制氫的規
模達到400mw 時, 氫的成本會大大降低, 達到us$5.1/gj. 可見實現大規模的利用生物
質制氫, 將會是非常有潛力的發展方向.
3.2. 生物質氣化制氫
生物質氣化是在高溫下(約600-800oc)下對生物質進行加熱并部分氧化的熱化學過
程. 氣化和熱裂解的區別就在于裂解決是在無氧條件下進行的, 而氣化是在有氧條件
下對生物質的部分氧化過程. 首先, 生物質顆粒通過部分氧化生成氣體產物和木碳,
然后, 在高溫蒸汽下, 木碳被還原, 生成co, h2, ch4, co2 以及其他碳氫化合物.
對于生物質氣化技術, 最大的問題就在于焦油含量. 焦油含量過高, 不僅 影響 氣化
產物的質量, 還容易阻塞和粘住氣化設備, 嚴重影響氣化系統的可靠性和安全性. 目前
處理焦油主要有三種 方法 . 一是選擇適當的操作參數, 二是選用催化劑加速焦油的分解,
三是對氣化爐進行改造. 其中, 溫度, 停留時間等對焦油分解有很重要的作用. milne ta
(1998 年)[41]指出, 在溫度高于1000oc 時, 氣體中的焦油能被有效分解, 使產出物中的
焦油含量大大減小. 此外, 在氣化爐中使用一些添加劑如白云石, 橄欖石以及使用催化
劑如ni-ca 等都可以提高焦油的分解, 降低焦油給氣化爐帶來的危害[42,43]. 此外, 設
計新的氣化爐也對焦油的減少起著很重要的作用. 遼寧省能源 研究 所研制的下吸式固定
床生物質氣化爐, 在其喉部采用特殊結構形式的噴嘴設計, 在反應區形成高溫旋風動力
場, 保證了焦油含量低于2g/m3.
由氣化所得產物經過重整和水氣置換反應, 即可得到氫, 這與處理熱裂解產物類似.
通過生物質氣化技術制氫也具有非常誘人的經濟性. david a.bowen 等人(2003)[44]比較
了生物質氣化制氫和天然氣重整制氫的經濟性, 見圖2. 由圖可見, 利用甘蔗渣作為原
料, 在供料量為每天2000 噸的情況下, 所產氫氣的成本為us$7.76/gj, 而在這個供料量
下使用柳枝稷(switchgrass)為原料制得的氫氣成本為us$6.67/gj, 這和使用天然氣重整
制氫的成本us$5.85-7.46/gj 相比, 也是具有一定競爭力的. 如果將環境因素考慮進去,
由于天然氣不可再生, 且會產生co2, 而生物質是可再生資源, 整個循環過程由于光合
作用吸收co2 而使co2 的排放量幾乎為0, 這樣, 利用生物質制氫從經濟上和環境上的
綜合考慮, 就已經比天然氣重整更有優勢了.
biomass feed to gasifier (tonnes/day)
hydrogen cost ($/gj)
500 1000 1500 2000
5
6
7
8
9
10
11
natural gas $3/gj
natural gas $4.5/gj
10.23
8.74
7.76
8.76
7.54
6.67
5.85
7.46
bagasse
switchgrass
圖2. 生物質制氫與天然氣制氫經濟性的比較
fig. 2. comparison of hydrogen cost between biomass
gasification and natural gas steam reforming
以上 分析 的利用生物質高溫裂解和氣化制氫適用于含濕量較小的生物質, 含濕量高
于50%的生物質可以通過光合細菌的厭氧消化和發酵作用制氫, 但目前還處于早期研究
階段, 效率也還比較低. 另一種處理濕度較大的生物質的氣化方法是利用超臨界水的特
性氣化生物質, 從而制得氫氣.
3.3. 生物質超臨界水氣化制氫
流體的臨界點在相圖上是氣-液共存曲線的終點, 在該點氣相和液相之間的差別剛
好消失, 成為一均相體系. 水的臨界溫度是647k, 臨界壓力為22.1mpa, 當水的溫度和
壓力超過臨界點是就被稱為超臨界水.在超臨界條件下, 水的性質與常溫常壓下水的性
質相比有很大的變化.
在超臨界狀態下進行的化學反應, 通過控制壓力, 溫度以控制反應環境, 具有增強
反應物和反應產物的溶解度, 提高反應轉化率, 加快反應速率等顯著優點, 近年來逐漸
得到各國研究者的重視 [45,46]. 在超臨界水中進行生物質的催化氣化, 生物質的氣化
率可達100%, 氣體產物中氫的體積百分比含量甚至可以超過50%, 并且反應不生成焦
油, 木碳等副產品, 不會造成二次污染, 具有良好的發展前景. 但由于在超臨界水氣中
所需溫度和壓力對設備要求比較高, 這方面的研究還停留在小規模的實驗研究階段. 我
國也只進行了少量的研究, 比如西安交大多相流實驗室就研究了以葡萄糖為模型組分在
超臨界水中氣化產氫, 得到了95%的氣化效率 [47]. 中科院山西煤炭化學研究所在間隙
式反應器中以氧化鈣為催化劑的超臨界水中氣化松木鋸屑,得到了較好的氣化效果.
到目前為止, 超臨界水氣化的研究重點還是對不同生物質在不同反應條件下進行實
驗研究, 得到各種因素對氣化過程的影響. 表3 總結 了近幾年對生物質超臨界水氣化制
氫的研究情況. 研究表明, 生物質超臨界水氣化受生物質原料種類, 溫度, 壓力, 催化劑,
停留時間, 以及反應器形式的影響.
表3. 近年來關于生物質超臨界水氣化制氫的研究
table 3
recent studies on hydrogen production by biomass gasification in supercritical water
conditions
feedstock gasifier type catalyst used temperature and
pressure
hydrogen yield references
glucose not known not used 600oc, 34.5mpa 0.56 mol h2/mol of feed
glucose not known activated carbon 600 oc, 34.5mpa 2.15 mol h2/mol of feed
glucose not known activated carbon 600 oc, 25.5mpa 1.74 mol h2/mol of feed
glucose not known activated carbon 550 oc, 25.5mpa 0.62 mol h2/mol of feed
glucose not known activated carbon 500 oc, 25.5mpa 0.46 mol h2/mol of feed
[48]
glycerol not known activated carbon 665 oc, 28mpa 48 vol%
glycerol/methanol not known activated carbon 720 oc, 28mpa 64 vol%
corn starch not known activated carbon 650 oc, 28mpa 48 vol%
sawdust/corn starch
mixture
not known activated carbon 690 oc, 28mpa 57 vol%
[49]
glucose
tubular reactor koh 600 oc, 25mpa 59.7 vol% (9.1mol
h2/mol glucose)
catechol tubular reactor koh 600 oc, 25mpa 61.5 vol% (10.6mol
h2/mol catechol)
sewage autoclave k2co3 450oc, 31.5-35mpa
47 vol%
[50]
glucose tubular reactor not used 600 oc, 25mpa 41.8 vol%
glucose tubular reactor not used 500 oc, 30mpa 32.9 vol%
glucose tubular reactor not used 550 oc, 30mpa 33.1 vol%
glucose tubular reactor not used 650 oc, 32.5mpa 40.8 vol%
glucose tubular reactor not used 650 oc, 30mpa 41.2 vol%
sawdust tubular reactor sodium
carboxymethylcellulose
(cmc)
650 oc, 22.5mpa 30.5 vol%
[47]
生物質的主要成分是纖維素, 木質素和半纖維素. 纖維素在水的臨界點附近可以快
速分解成一葡萄糖為主的液態產品, 而木質素和半纖維素在34.5 mpa, 200-230oc 下可以
100%完全溶解, 其中90%會生成單糖. 將城市固體廢棄物去除無機物后可以形成基本穩
定, 均一的原料, 與木質生物質很相似. 由表可見, 不同的生物質原料, 其氣化效率和速
率也有所不同. 溫度對生物質超臨界水中氣化的 影響 也是很顯著的. 隨著溫度的升高,
氣化效率增大. 壓力對于氣化的影響在臨界點附近比較明顯, 壓力遠大于臨界點時, 其
影響較小. 停留時間對氣化效率也有一定影響, 研究 表明, 生物質在超臨界水中氣化停
留時間與溫度相關, 不同的溫度下有不同的一個最佳值. 使用催化劑能加快氣化反應的
速率. 目前 使用的催化劑主要有金屬類催化劑, 比如ru, rh, ni, 堿類催化劑, 比如koh,
k2co3, 以及碳類催化劑 [51,52]. 反應器的選擇也會影響生物質氣化過程, 目前的反應
器可以分為間歇式和連續式反應器. 其中間歇式反應器結構簡單, 對于淤泥等含固體的
體系有較強適應性, 缺點是生物質物料不易混合均勻, 不易均勻地達到超臨界水下所需
的壓力和溫度, 也不能實現連續生產,. 連續式反應器則可以實現連續生產, 但反應時間
短, 不易得到中間產物, 難以 分析 反應進行的情況, 因此今后需要進行大量的研究, 研
制出更加有效的反應器以及尋求不同生物質在不同參數下的最佳氣化效果, 實現高效,
經濟 的氣化過程.
4. 其他制氫技術
除熱化學 方法 外, 生物質還可以通過發酵的方式轉化為氫氣和其他產物. 此外,
微藻等水生生物質能夠利用氫酶(hydrogenase)和氮酶(nitrogenase)將太陽能轉化為
化學能-氫. 這些生物制氫技術具有良好的環境性和安全性, 但還處于早期的研究階段,
制氫基理還未透徹理解, 尚需大量的研究工作.
太陽能半導體光催化反應制氫也是目前廣泛研究的制氫技術. tio2 及過渡金屬氧化
物, 層狀金屬化合物如k4nb6o17, k2la2ti3o10, sr2ta2o7 等, 以及能利用可見光的催化
材料如cds, cu-zns 等都經研究發現能夠在一定光照條件下催化分解水從而產生氫氣.
但由于很多半導體在光催化制氫的同時也會發生光溶作用, 并且目前的光催化制氫效
率太低, 距離大規模制氫還有很長的路要走. 盡管如此, 光催化制氫研究仍然為我們
展開了一片良好的前景.
5. 制氫技術 總結 以及在香港的 應用 前景
前面討論了利用可再生資源制取清潔燃料-氫的各項主要技術. 這些技術的特點,
經濟性, 環境和安全方面的特點總結于表4.
表4. 利用可再生資源制氫技術比較
table 4. characteristics of candidate hydrogen production technologies
pv-electrolysis wind-electrolysis solar the rmochemical cycle biomass conversion
development
status
pv technology almost mature,
electrolysis mature,
some demonstrations of
pv-electrolysis system been done
wind system mature, electrolysis mature,
wind-electrolysis demonstration needed
r&d pyrolysis and gasification r&d, biological
processes at early r&d
efficiency pv efficiency:
first generation, 11-15%,
second generation, 6-8%
solar to hydrogen around 7%
36% from wind to hydrogen, assuming wind
to electricity efficiency of 40% and
electrolyzer 90%
29% for zn/zno cycles conversion ratio up to 100% can be
achieved for gasification, efficiency of
10% for biological processes
economic
consideration
hydrogen cost about us$40-53.73/gj
depends on the pv type, the size
hydrogen cost about us$20.2/gj,
corresponding to 7.3cents/kwh
us$0.13-0.15/kwh, equivalent to
us$36.1-41.67/gj
us$6.67-17.1/gj for thermochemical
conversion depends on biomass types,
capacity size, for biological processes,
remain to be demonstrated
environmental
consideration
almost no pollution emission during
operation, energy consumption
intensive during construction, disposal
of hazardous materials
no pollution during operation, construction
energy consumption intensive, some noise
during operation
emission of hydrogen sulfide, use and
disposal of metal oxide, reactors
whole cycle co2 neutral, some pollution
emission during the stage of constructing
reactors
safety
consideration
handling hazardous materials during
fabrication, short circuit and fire during
operation, but not significant
relatively safe, a little danger exist during
maintenance
operating at high temperature, risk of
explosion exists; leakage of hydrogen
sulfide
operating at high temperature, explosion
may occur
由表可見, 生物質氣化技術和風能-電解制氫技術具有良好的經濟性. 對于環境的污染
以及危險性也相對較小, 極具 發展 前景, 可以作為大規模制氫技術. 而光伏-電解水技
術則目前還未顯示出經濟優勢. 但由于太陽能資源豐富, 在地球上分布廣泛, 如果光
伏電池的效率能進一步提高, 成本能大幅降低, 則是未來很有潛力的制氫技術. 太陽
能熱化學循環也是可行的制氫技術, 今后的發展方向是進一步降低分解產物的能量損
耗以及發展更為經濟的循環.
香港地少人多, 沒有自己的煤, 石油, 天然氣, 也沒有大規模的農業, 所有能源
目前都依賴進口. 但香港具有豐富的風力資源和充足的太陽能資源, 利用可再生資源
部分解決香港的能源 問題 是一條值得探討的思路.
香港總人口681 萬, 總面積2757km2, 其中陸地面積1098 km2, 海洋面積1659 km2.
但香港絕大多數人口集中在港島, 九龍等面積較小的市區, 而新界很多區域以及周邊
島嶼則人口較少. 由于香港地處北回歸線以南, 日照充足(13mj/m2/day), 風力強勁
(>6m/s), 具有很大的發展可再生能源的潛力. 簡單 計算 可知, 如果將香港所有陸地面
積安裝上效率為10%的光伏電池, 則年發電量可達144.7twh, 這相當于香港1999 年電
消耗量35.5twh 的4 倍! 這說明發展光伏技術在香港有很大潛力. 考慮到香港市區人
口稠密, 可以考慮將光伏電池安裝在周邊島嶼發電, 通過電解槽制氫. 由于光伏-電解
水成本很高, 這一技術還難以大規模應用, 如果光伏成本能大幅度降低, 則在香港發
展光伏制氫具有非常誘人的前景. 另外, li(2000)[53]進行了在香港發展海上風力發電
的可行性研究. 研究表明, 利用香港東部海域建立一個11 × 24 km 的風力發電機組, 可
以實現年發電2.1 twh, 這相當于香港用于 交通 的能源的10%. 此外, 香港周邊島嶼,
如橫瀾島等, 平均風力都在6.7 m/s 以上, 在這些島嶼發展大規模的風力機組也是值得
進一步探討的問題. 除此之外, 香港每年產生的大量有機垃圾, 也可以通過氣化或熱
解制氫. 這些技術在香港的成功應用還需要更深入的研究, 本文不作深入探討.
6. 小結
本文綜述了 目前 利用可再生資源制氫的主要技術, 介紹了其基本原理, 也涉及到
了各項技術的 經濟 性和環境以及安全方面的 問題 . 對各項制氫技術進行了對比 分析 ,
總結 出利用風能發電再推動電解水, 以及利用生物質的熱化學制氫具有良好的經濟性,
對環境的污染較小, 技術成熟, 可以作為大規模制氫的選擇. 利用光伏-電解水技術具
有誘人的 發展 前景, 但目前還未顯示出其經濟性. 而太陽能熱化學制氫則處于 研究 階
段, 還難以用于大規模制氫. 香港具有比較豐富的可再生資源, 利用風力發電和有機
廢物制氫是可行的制氫技術, 而光伏電池還需要大量研究以進一步降低成本. 盡管還
有大量的研究和更深入的分析要做, 利用可再生資源制氫以同時解決污染和能源問題
已經為我們展開了一個良好的前景.
致謝:
本文屬<可再生氫能在香港的 應用 研究>項目, 該課題受香港中華電力公司(clp)及香港
特別行政區政府資助, 在此表示感謝!
參考 文獻 :
[1] kazim a, veziroglu tn. utilization of solar-hydrogen energy in the uae to maintain its
share in the world energy market for the 21st century [j]. renewable energy 2001, 24(2):
259-274.
[2] abdallah mah, asfour ss, veziroglu tn. solar-hydrogen energy system for egypt [j],
international journal of hydrogen energy 1999, 24(6): 505-517.
[3] mao.zq. hydrogen---a future clean energy in china [a], symposium on hydrogen
infrastructure technology for energy & fuel applications, november 18, 2003. the hong
kong polytechnic university, hong kong, 27-33.
[4] steinfeld a, palumbo r. solar thermochemical process technology [j], encyclopedia of
physical science & technology 2001, 15: 237-256.
[5] middleton p, larson r, nicklas m, collins b. renewable hydrogen forum: a summary
of expert opinions and policy recommendations [z], national press club, washington dc,
october 1, 2003.
[6] wen feng, shujuan wang, weidou ni, changhe chen, the future of hydrogen
infrastructure for fuel cell vehicles in china and a case of application in beijing [j],
international journal of hydrogen energy 2004, article in press.
[7] rosa v.m, santos m.b.f, silva e.p.d, new materials for water electrolysis diaphragms
[j], international journal of hydrogen energy 1995, 20(9): 697-700.
[8] vermeiren p, adriansens w, moreels j.p, leysen r. evaluation of the zirfon separator for
use in alkaline water electrolysis and ni-h2 batteries [j], international journal of hydrogen
energy 1998, 23(5): 321-324.
[9] hu w.k, cao x.j, wang f.p, zhang y.s. short communication: a novel cathode for
alkaline water electrolysis [j], international journal of hydrogen energy 1997,22: 441-443.
[10] schiller g, henne r, mohr p, peinecke v. high performance electrodes for an advanced
intermittently operated 10-kw alkaline water electrolyzer [j], international journal of
hydrogen energy 1998,23: 761-765.
[11] hijikata t. research and development of international clean energy network using
hydrogen energy (we-net) [j], international journal of hydrogen energy2002, 27(2):
115-129.
[12] kumar g.s, raja m, parthasarathy s. high performance electrodes with very low
platinum loading for polymer electrolyte fuel cells [j], electrochimica acta 1995, 40(3):
285-290.
[13] hirano s, kim j, srinivasan s. high performance proton exchange membrane fuel cells
with sputter-deposited pt layer electrodes [j], electrochimica acta 1997, 42(10): 1587-1593.
[14] hayre r, lee s.j, cha s.w, prinz f.b. a sharp peak in the performance of sputtered
platinum fuel cells at ultra-low platinum loading [j], journal of power sources 2002, 109(2):
483-493.
[15] guo q.h, pintauro p.n, tang h, connor s. sulfonated and crosslinked
polyphosphazene-based proton-exchange membranes [j], journal of membrane science 1999,
154(2): 175-181.
[16] carretta n, tricoli v, picchioni f. ionomeric membranes based on partially sulfonated
poly(styrene) synthesis, proton conduction and methanol permeation [j], journal of
membrane science 2000, 166(2):189-197.
[17] ghany n.a.a, kumagai n, meguro s, asami k, hashimoto k, oxygen evolution anodes
composed of anodically deposited mn-mo-fe oxides for seawater electrolysis [j],
electrochimica acta 2002, 48(1): 21-28.
[18] green ma, recent developments in photovoltaics [j], solar energy 2004, 76(1): 3-8.
[19] ackermann t, soder l, an overview of wind energy-status 2002 [j], renewable and
sustainable energy reviews 2002, 6(1): 67-128.
[20] padro c.e.g, putsche v. survey of the economics of hydrogen technologies [z],
nrel/tp-570-27079, september 1999, national renewable energy laboratory, u.s.a.
[21] kogan a, direct solar thermal splitting of water and on site separation of the products 1:
theoretical evaluation of hydrogen yield [j], international journal of hydrogen energy 1997,
22(5): 481-486.
[22] kogan a, direct solar thermal splitting of water and on-site separation of the products-ii:
experimental feasibility study [j], international journal of hydrogen energy 1998, 23(2):
89-98.
[23] baykara s.z, experimental solar water thermolysis [j], international journal of
hydrogen energy, 2004, article in press.
[24] harvey, s., davidson, j.h., fletcher, e.a, thermolysis of hydrogen sulfide in the
temperature range 1350 to 1600k [j], ind. eng. chem. res 1998, 37: 2323-2332.
[25] steinfeld a, spiewak i, economic evaluation of the solar thermal co-production of zinc
and synthesis gas [j], energy conversion and management 1998, 39(15): 1513-1518.
[26] steinfeld a, kuhn p, reller a, palumbo r, murray j. solar-processed metals as clean
energy carriers and water-splitters [j], international journal of hydrogen energy 1998, 23(9):
767-774.
[27] haueter p, moeller s, palumbo r, steinfeld a, the production of zinc by thermal
dissociation of zinc oxide-solar chemical reactor design [j], solar energy 1999, 67(1-3):
161-167.
[28] lede j, elorza-ricart e, ferrer m, solar thermal splitting of zinc oxide: a review of
some of the rate controlling factors [j], journal of solar energy engineering 2001, 123(2):
91-97.
[29] steinfeld a, solar hydrogen production via a two-step water-splitting thermochemical
cycle based on zn/zno redox reactions [j], international journal of hydrogen energy 2002,
27(6): 611-619.
[30] sakurai, m., nakajima, h., amir, r., onuki, k., shimizu, s, experimental study on
side-reaction occurrence condition in the iodine-sulfur thermochemical hydrogen production
process [j], international journal of hydrogen energy 2000, 25(7): 613-619.
[31] sakurai, m., gligen, e., tsutsumi, a., yoshida k, solar ut-3 thermochemical cycle for
第7篇：生物質氣化爐原理范文
專利權人：李恩典
本實用新型涉及一種排線機構，尤其是一種排線層繞機自動緊鎖裝置，適用于金屬絲線的精密繞線，包括通過聯動軸相互聯動的活動盤、繞線盤、固定盤以及機體，所述聯動軸末端還設有氣壓緊鎖裝置。利用層繞機聯動軸夾盤端的另一端，采用軸向反作用力，在不增加機體、聯動軸的軸承受力的前提下，平穩實現線盤的夾緊與放松。通過氣動實現自夾緊，效率高、自動化速度化。
專利前景：此項專利技術利用軸向反作用力來實現對層繞線盤的夾緊與放松，主要用在金屬細絲的精繞中。使夾盤受力均勻，不破碎，改變長期以來，用正面擠壓，人工板手扭緊的方法。具有結構緊湊，體積小，且省時省力、安全可靠。機械性能更趨合理，杜絕目前層繞工傷事故，提高生產效率。專利圖片：
在國內外以焊絲產業為例，可廣泛用在高速精密層繞機上，埋弧焊絲層繞機上，藥蕊焊絲生產線上的收帶機上。改變目前人工用板手扭的辦法，大量減輕工人的勞動強度。不但在焊絲行業，還可拓展在其它機械制造領域，在國內外尚屬首創市場前景是不可估量的。
專利權人地址：450000 河南省鄭州市管城回族區管城西街94號樓2單元15號
項目合作方式：面議
聯系人：汪 洋 電話：010-52461688
郝孚寧專利2項
1、專利名稱：電瓶車長途運行法
申 請 號： 200910134702.8
申請（專利權）人： 郝孚寧；郝之非
本發明涉及電瓶車長途運行法。大中小型電瓶車，分別用統一的大中小型電瓶，在車輛運行途中，車輛內電瓶的電快要用完時，由換電站把充足電的電瓶換到車上去，把車上快要用完電的電瓶換下來，車輛就能繼續運行。這樣，電瓶可以低價，節省充電時間，行程可以很長。
2、專利名稱：水面起飛和降落的飛機
專利權（申請）人：郝孚寧
專利（申請）號CN201010284572.9
由于甲板鋼、助推器、攔阻索三項頂尖技術沒有過關，我國尚未能建造航母。本發明設計：將飛機的起落架改換為兩只平行放置的棗核形氣囊，使機身浮于水面，則成“水面起飛和降落的飛機”。這將老式的老雞背小雞改為老雞帶小雞式航母。其優越性在于任何大小艦船都可以承擔遠航供給站、作戰指揮部等航母任務。江河湖海皆成“機場”。皆成“基地”。島嶼、沙灘皆成營地。目標分散隱蔽，力量聚散快速。
專利權人地址：江蘇省淮安市楚州區雙刀劉巷3-6號
項目合作方式：面議
聯系人：汪 洋 電話：010-52461688
開關防護罩
專利號：201220053111.5
專利權人：張群
開關作為控制電燈和其它用電器的設備，在人們的家居生活中被廣泛應用，并且種類繁多。這些開關因為經常被按動或者沾上一些生活污漬，很容易弄臟，弄臟后由于開關按鈕的存在，清洗時很不方便，而且按鈕的縫隙也很難清洗干凈。這對于對家居用具的美觀和方便要求越來越高的現代人來說，已經成為一個需要解決的麻煩。針對上述現有技術存在的不足之處，現提供一種結構簡單、成本低廉的開關防護罩。
專利權人地址：西安市長安區東大鎮慶鎮村中心街 51號
項目合作方式：面議
聯系人：汪 洋
電話：010-52461688
一種野生山核桃嫁接技術
專利（申請）號：CN201110236874.3
專利權（申請）人：陳光華
一種野生山核桃嫁接技術，選用野生山核桃或麻柳為砧木，砧木斷口削成斜面（1），斜面（1）高的一面上端削去3-5cm長的外皮（2）呈“V”字型（9），接穗枝條削去向芽方的外皮（5），撥開砧木“V”字型（9）肉質皮層（3），使肉質皮層（3）與木質部（4）分離，將接穗斜面（6）向內緊靠砧木的木質部（4），從上而下插入，再用農用地膜從砧木和接穗枝接口處套滿砧木鋸口，露出接穗枝，扎緊。這種嫁接技術操作簡單，成本低，利用野生資源，提高嫁接成活率，結果早。
專利權人地址：四川省涼山彝族自治州鹽源縣鹽井鎮鹽廠路11號
項目合作方式：面議
聯系人：汪 洋 電話：010-52461688
番木瓜芽接法
專利（申請）號：CN201010242713.0
專利權（申請）人：岳增福
本發明涉及一種番木瓜芽接苗的嫁接方法，該嫁接方法是選擇莖桿髓心不中空的番木瓜砧木，在砧木子葉上部用刮胡刀刀片削去表層，把預先削好的番木瓜接穗芽片放入削好的砧木表層上，把薄膜用無污染操作技術密封芽片在番木瓜砧木上，當芽片上的葉柄出現老化或腐壞時，芽眼明顯膨大，解除密封芽片的薄膜，讓芽片與砧木完全融合，從芽片上5mm削除上部砧木。本發明嫁接方法的成活率達95％以上。本發明方法可以在番木瓜株性一致的番木瓜苗嫁接中推廣運用，達到提高產品產量，降低生產成本和改善產品品質的目的。
專利權人地址：云南省河口縣沙壩
項目合作方式：面議
聯系人：汪 洋 電話：010-52461688
太陽能電池板脈沖充電連接電路
申請號： 200920309260.1
申請（專利權）人：黎偉雄；李淑珍；黎絲蕾；湯舒
太陽能電池板脈沖充電連接電路，屬于一種充電電路，具體是利用太陽能電池為電源。包括有高效太陽能電池板、電解電容和電壓調解電路，高效太陽能電池板兩極并聯電解電容和電壓調解電路，電壓調解電路輸出工作電壓，可以接LED燈或充電電池。太陽能電池板采用兩面電極透光的高效太陽能電池板，與太陽能電池板并聯的電解電容為10000Uf/25V，太陽能電池板提供1.5V電壓，通過并聯的電解電容和電壓調解電路，輸出的電壓為6V工作電壓，可以使LED燈閃亮，對3.7V鋰電池充電。本實用新型可制作成充電產品或供電電源，具有結構簡單，體積小巧，便于攜帶，使用方便等特點。
專利權人地址：510050 廣東省廣州市越秀區黃華路97號八處
項目合作方式：面議
聯系人：汪 洋 電話：010-52461688
一種將地熱與空氣相融合
應用于室內控溫的節能設計
申請號：201110197895.9
申請（專利權）人：張詩文；張晨怡
一種將地熱與空氣相融合應用于室內控溫的節能設計。理念：以能節能。領域：能源開發涉及民生。背景：地熱在農業上已有廣泛應用，但用于室內還無先例。原理：應用地熱在特定條件下能與空氣相融合形成地氣，這時地氣有一較恒定的區間溫度15℃-25℃和流動性強的兩大特點，實施設計。流程：外界空氣豎道消毒器融合橫道地氣庫送氣道室內循環道排氣道屋面出口。設計：與建筑工程設計同步進行。施工：與建筑施工同步進行。前景：有地下空間設計的工程都適用。特點：節能降耗，增強社會經濟發展后勁，物優價廉，是最完美的人居環境。效果：室內不裝空調暖氣，能冬曖夏涼，四季如春，空氣新鮮，舒適宜人。
專利權人地址：404700 重慶市巫山縣巫峽鎮祥云路教委宿舍5單元401
項目合作方式：面議
聯系人：汪 洋 電話：010-52461688
無焦油爐灶連體氣化爐
專利號：201020577701.9
專利權人：韋光金
無焦油爐灶連體氣化爐是現產現用生物質熱解燃氣的一種環保節能爐具。其結構由手搖攪料氣化爐和消化焦油燃氣灶及連通管道等部件組成。該爐具的特點是：①能將農作秸稈、林產廢棄物及生產生活可燃垃圾等低熱值燃料經高溫熱解轉化成高熱值的燃氣直接用于炊事；②在使用過程中無焦油及其它污染物排放。該爐具適合于廣大農村群眾使用。市場廣闊。經濟社會生態效益顯著。
專利權人地址：云南省文山州富寧縣城新興社區普廳北路18-9
第8篇：生物質氣化爐原理范文
關鍵詞 秸稈；節能環保；一次性餐具
中圖分類號S38 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2012）78-0051-02
1 概述
隨著時代的飛速發展，人們的生活節奏的加快，一次性餐具早已成為眾多人群每天必需的消耗品。市場需求量的增長，使一次性餐具的質量安全及廢棄餐具對現有環境的潛在威脅等問題日益突顯，盡管我國在2001年《關于餐飲企業停止使用一次性發泡塑料餐具的通知》，但其憑借著重量輕、保溫耐壓、價格較低等優勢，仍占領了大量的市場份額，而發泡餐具對人體及環境所會造成的危害不容忽視，它的過度使用，加重環境負擔，與我國近年提出的“節能減排”背道而馳。“一次性發泡餐具”的環保替代品應運而生，秸稈綠色環保飯盒以其易降解、可回收利用、污染物排放少、原料清潔且來源廣泛、對人體無毒害等特點，向世人展現它環保、衛生、價廉和節約資源等一系列的優越性。
2 我國農區秸稈的利用現狀及存在問題
我國農作物的年總產量位居世界前列，而隨著農作物產量的不斷增長，每年將產生大量的秸稈，使我國也成為了秸稈資源較為豐富的國家之一。目前，對這種秸稈有機資源的如何再生利用成為人們逐漸關注的焦點。
2.1 秸稈還田
秸稈具有極高的肥料資源價值和較高的養分含量。據研究，農作物秸稈平均含氮0.6%、磷0.3%、鉀1.0%、碳40%～50%，此外還含有機質和微生物等。通過機械直接還田、覆蓋還田、堆漚腐熟還田和過腹還田等幾種方式，利用秸稈的肥料資源價值，減少化肥的使用量，降低污染，實現資源的合理利用。然而秸稈直接還田后，由于土壤中大量微生物會與農作物爭奪氮磷等養分，引起作物減產及死亡，因此需要適當施加一些氮肥或磷肥，造成秸稈還田成本的增加，同時土壤中的微生物對秸稈的分解周期較長，不能作為直接當季作物的肥源。
2.2 秸稈作飼料
秸稈含有粗纖維、礦物質及少量的蛋白質和油脂，具有較高的營養價值。而農作物在生長過程中，約有50%生物量貯存于籽粒中，其余的均存在于秸稈中。由于秸稈這種特殊的營養結構，使得秸稈常用來作為飼料使用。
然而，秸稈的利用過程中，受到飼料種類及生產目的的影響，隨經物理方法處理，秸稈仍存在消化效率低、可利用的營養物質少等問題。此外，通過堿化、氨化等化學處理后，營養價值雖有提高，但生產成本較高，環境污染較為嚴重，使其利用和推廣受到限制。
2.3 秸稈作燃料
秸稈的熱能大約相當于標準煤的一半，具有較高的熱值，我國農村人口較多，很大一部分地區直接用秸稈作燃料，從而減少化石燃料的燃燒和煤炭資源的消耗。但是焚燒秸稈會對環境造成污染，大氣質量下降，且易誘發火災，大量焚燒，尤其在夜間，甚至會造成市區與郊區的熱島環流，輻射逆溫，造成市區嚴重的空氣污染，對人體健康極為不利。此外，焚燒秸稈造成生物能源的浪費，使生態系統失衡。因此，秸稈焚燒導致養分損失和環境污染問題是目前秸稈綜合利用中的棘手問題之一。
2.4 秸稈作為工業原料
經過氣化、發酵等處理后的秸稈可作為工業原料來利用。秸稈氣化技術是將粉碎后的秸稈通過干餾氣化爐設備的高溫熱解，經干餾、熱解、氣化轉化成一氧化碳和氫氣等可燃性混合氣體，因此，可以農區產生的大量秸稈作為氣化原料，通過集中供氣的方式向農民提供燃氣。秸稈制沼氣技術主要是利用秸稈和畜禽糞便等混合發酵制成沼氣，這樣不僅可消耗大量的秸稈，同時也解決了農村燃料不足的問題。
近幾年，沼氣示范工程在我國逐漸增加，但以農作物秸稈作原料在技術上仍存在發酵設備復雜、反應條件苛刻、原料利用率低、能耗高、產氣率較低等問題。
3 秸稈餐具的比較優勢
1）秸稈屬農作物廢棄物，來源廣，產量大，可就地取材，并且較傳統一次性環保餐具，如淀粉類、紙質類餐具，材料成本低，無污染，易被環境降解。同時，該產品具有優于發泡塑料和紙制餐具較好的保溫隔熱效果、優良的強度、挺度，還耐油、耐熱、耐酸堿、耐冷凍等性能；
2）無毒無害，綠色環保。產品原料均為綠色植物，制作過程中無廢液，毒氣和廢渣的污染，生產用水可循環使用。使用過的飯盒經回收通過粉碎處理，可被作為家畜飼料、助燃料等再利用，或被自然自行降解為有機肥料；
3）制作餐具的過程中使用的面粉、米粉等或者他們的混合物等均屬于天然化合物，符合食品衛生標準，具有無毒，無害及降解性能；
4）國內制作工藝成熟，具有流程短、投資少等優點，可用于批量生產，并且品適用性強，可根據需求加工成各種形狀，方便美觀，彌補了紙質餐具硬度差不易塑型的缺點。
4 工藝流程
4.1 基本原理
秸稈綠色環保餐具原理是原材料秸稈經過清洗晾曬后進行精粉碎和粗粉碎，使其成為粉狀物料，選擇無毒害的淀粉膠體或碳水化合物膠黏劑與粉狀物料和水進行混壓，將餐具預壓成型，在排氣將制作中產生的水蒸氣排盡后進行保壓成型。
4.2 原材料的選擇
秸稈具有密度小、來源廣泛及模量小等特點，并在切割、壓縮和粉碎等加工過程中體現出抗拉、抗壓及抗剪切等較高的機械強度等性能，可以在餐具中起到骨架支撐作用。基于以上種種優勢，故在制作過程中選擇麥稈、秸稈等作為產品的主要原材料。
4.3 粘合劑的選擇
根據一次性餐具本身的特性及其工藝配方，所選用的粘合劑需滿足無毒害、符合國家衛生標準和衛生要求等條件。秸稈環保餐具在制作過程中，使用的粘合劑屬天然化合物，淀粉在經過適度的氧化后，其分子結構和性質均發生改變，以此控制淀粉的溶解性和粘性，而聚乙烯醇屬可降解熱塑性高分子粘合劑，耐沖擊、黏度好、無公害等優點，可作為輔助粘合劑，以提高產品的綜合性能。
4.4 工藝流程
以植物粗纖維等為原料生產一次性快餐具在工藝上主要有干法和濕法兩種工藝路線（圖1、圖2）。目前通常選用干法生產。
5 植物纖維素環保餐具推廣的社會意義
人們的環保意識和素質與時俱進，國家逐步禁止使用塑料制品并提出一般可降解材料的升級換代，在全降解材料制品及其工藝裝備的商機和市場潛力逐漸被認可與發掘的同時，其巨大的社會價值也初現端倪。
5.1 延長農業產業鏈
植物秸稈不同于淀粉制品，不浪費糧食，不需要單獨生產，同時還能增加農民的收入，優化資源能源結構，對我國經濟社會的可持續發展有重要作用。以其為原料來進行物質生產，能夠延長農業產業鏈，圍繞其產生的收購、貯存、加工、銷售、運輸等環節，可以增加農村的就業崗位。
5.2 對生態系統的影響
塑料制品在旅游區、水體、景觀、道路和農田土壤中散落，進入環境后很難降解，并且會使土壤的自然肥力和持水性能大大下降，對生態系統造成深層的長期的問題。傳統一次性餐具的原材料獲取會造成糧食和森林資源的極度開發，相比于此，秸稈餐具節約資源，生產過程相對環保，排污量較小，進入環境后可以被充分降解，不會對動物和土壤造成傷害，且密度相對較大，不會隨風飛起損害市容市貌。
5.3 減輕對城市人群健康的威脅
秸稈焚燒是當下屢禁不止的市政問題之一，不僅破壞環境，對人體的健康也將造成極大危害。這種“放錯地方的資源”的充分開發利用，將減輕焚燒對大氣環境容量的負擔，優化城市生活環境，減少人體健康威脅。而以秸稈為原料制作餐具在解決廢棄的秸稈的處理和再利用問題的同時，避免焚燒帶來的生態環境的危害，而且給農區居民增加了部分收入，消滅城市人群健康的一個巨大隱患。
6 前景及展望
我國是世界上最大的一次性餐具消費市場，一次性發泡餐具被明令禁止后，我國快餐市場對可降解餐具的需求急劇增加，秸稈綠色環保餐具迎來了良好的發展契機，成為消除白色污染的有力武器。秸稈綠色環保餐具順應社會進步和時展的趨勢，將廢棄的秸稈作為一種巨大可再生資源來推廣和普及，延長了農業產業鏈，促進農業產業結構調整，改善農民生活狀況，減少部分人員的大量流動問題，對維持社會經濟的可持續發展具有重要意義，與之相關的秸稈利用產業也將與國家產業結構調整和單位GDP能耗下調的目標相符，因此將具有廣闊的發展前景。
參考文獻
[1]郭東宇，陳赟.一次性可降解餐具的研究現狀及前景分析[J].資源節約與環保，2007（2）.
[2]牛麗明，傅相鍇，楊新斌.一次性可降解環保餐具的研制開發[J].西南師范大學學報：自然科學版，2005（3）.
[3]鄭鳳英，張英珊.我國秸桿資源的利用現狀及其綜合利用前景[J].西部資源，2007（1）.
[4]江霞，葉勇.秸稈制環保餐具的研究進展與應用前景[J].四川環境，2004（4）.
第9篇：生物質氣化爐原理范文
關鍵詞：熱管技術；太陽能；研究
中圖分類號：TK511 文獻標識碼：A
引言
可再生能源對于人類未來的發展是很重要的一種能源，當前，由于對礦產資源的無限量開采，造成資源短缺，環境日益惡化，因此上這項技術代替傳統能源給人類未來的生存帶來希望，為人類服務的任務就顯得很重要。而這采用何種技術，對于技術本身，我們看重的是對于可再生資源的開發以及利用主要是其成本與效率。現在對于我們國家來說，新技術的自主創新尤為重要。我國在熱管技術工業上的應用非常的廣泛，同時擁有各類熱管制造生產技術的自主知識產權。熱管是一種高效傳熱元件，是解決高效生物質氣化爐、高溫太陽能接收器、永凍土地基等當前可再生能源開發利用中關鍵問題的最有效途徑之一。加快新技術開發應用、力爭與發達國家同步，是我國能源工作者迫切的任務。
一、熱管的基本組成及工作原理 1、熱管的基本組成
熱管主要是由主體、內部空腔和毛細結構三部分構成，主體部分是封閉式的一段金屬管，可以承受相當大壓力的全封閉結構，其一般由碳鋼、不銹鋼等金屬制品制成的。存在著少量的液態或者氣態的工作液在其內部空腔里面以及毛細結構 ，不能包括在內的有金屬管內的雜物和空氣。熱管本身就是抽成真空的封閉系統。
2、熱管技術的技術特點
(1)良好的導熱性。主要靠熱管內部的工作液體氣體與液體相互轉變而傳熱，熱阻力很小，因此，具有良好的傳熱效率。
(2)等溫性良好。熱管內腔的蒸汽是處于飽和狀態，飽和溫度是由飽和蒸汽的壓力決定，飽和蒸汽所產生的壓降很小從蒸發段流向冷凝段，根據熱力學中的Clausuis-Clapeyron方程式可知，具有很小的溫降，因此熱管等溫性是非常良好的。
(3)熱二級管與熱開關性能。熱開關則是當熱源溫度高于某一溫度時，熱管開始工作，當熱源溫度低于這一溫度時，熱管就不傳熱；熱管可以做成熱二級管或熱開關，所謂熱二級管就是只允許熱向一個方向流動，而不允許向相反的方向流動。熱二極管原理在太陽能及永凍工程中有很重要的應用。
(4)熱流方向的可逆性。由于一根水平放置的有芯熱管，毛細力是其內部循環動力，因此作為蒸發段任意一端受熱都可以，而另一端向外散熱就成為冷凝段。此特點可用于在空間的人造衛星和宇宙飛船溫度展平，也可用于后吸熱先放熱的化學反應器及其他裝置。
(5)熱流密度可變性。熱管可以獨立冷卻段或改變蒸發段的加熱面積，即熱管可以較大的傳熱面積輸入熱量，而以較小的冷卻面積輸出熱量，或者加熱熱量以較小的面積輸入，而熱量冷卻以較大的面積輸出，熱流密度這樣就可以被改變，解決一些其他方法難以解決的傳熱難題。
(6)恒溫特性(可控熱管)。普通熱管的基本上各部分熱阻不隨加熱量的變化而變，因此當加熱量變化時，熱管各部分的溫度亦隨之變化。但人們發展了另一種熱管——可變導熱管，使得冷凝的熱阻隨加熱量的減少而增加，隨加熱量的增加而降低，這樣可使熱管在加熱量大幅度變化的前提下，實現溫度的控制，因為蒸汽溫度變化極小。
(7)環境的適應性。熱管的形狀可隨冷源和熱源的條件而變化，熱管可做成燃氣輪機的葉片、電機的轉軸、手術刀、鉆頭等，以適應冷凝流體不能混合或長距離情況下的熱管也可做成分離式的換熱；熱管即可用于空間(無重力場)，也可以用于地面(重力場)。
二、熱管技術在太陽能開發中的應用
熱管式太陽能熱水器工作原理
熱管式太陽能熱水器熱管非常簡單，將一根金屬管兩端封口，管內裝入一定的低沸點液體（如酒精），并且將管抽成真空（負壓）。這樣，管內液體的沸點很低（例如，可以由較低的負壓而使得酒精的沸點降為攝氏30 度左右）。這樣，當管下部溫度高于30度時，酒精將沸騰并升到管的頂部，使管的頂部溫度升高。而管的頂部插入水箱中，由熱傳導的方式將水加熱。
2、性能分析
熱管的外表面涂有一層黑色吸熱層，當光照射到熱管的外表面時，溫度升高，通過金屬管壁以熱傳導的方式將熱能傳入管內，使管內液體沸騰，并快速升到頂部，將水箱中的水加熱。（為加快散熱，可以在熱管的頂部加裝散熱片）。然后，管內經過熱交換后冷卻的氣體冷凝后又流回底部，被重新加熱后再升到頂部，如此循環，熱管底部液體基本保持在一個較低的沸騰溫度。所以，熱管內、外壁的溫差基本恒定且較大，故熱效率高（理論計算與實驗檢測均表明，熱管的熱效率比真空管高5%左右）。并且，也不會因為冬季的低溫而導致凍結，同時管內無水，對水箱中的水質無影響。因此，熱管太陽能熱水器比真空管太陽能熱水器有著明顯的優勢，是太陽能熱水器的一個更新換代的發展方向。直接將型號適宜的熱管插入熱水器水箱中。考慮管本身的散熱問題，可制作一個矩形箱，將熱管封于箱內，箱的上表面為玻璃板，箱的內層底面再鋪（或涂）上黑色吸熱材料，這樣，由于熱管與外界空氣隔離，散熱將大大減少，且矩形箱內底為黑色，吸熱面積大大增強，使箱內溫度很高。這使得熱管除直接接受光加熱外，還能同時受到箱內高溫氣體加熱，使熱能增加，熱管傳導的熱量也增加，故加熱溫度更高。在成本上，每根熱管比真空管價格低。因此，用節約的錢作一個封閉箱，成本基本持平，但獲得的水溫比真空式太陽能熱水器的要高，理論計算及實驗均表明，同樣天氣里，經過一天的加熱，熱管式太陽能熱水器中的水溫要比真空管式太陽能熱水器的水溫高5℃左右。
太陽能熱管正向著高溫方向發展。它通過聚焦裝置能獲得很高的溫度，不僅可以將熱管技術用于太陽能電站，也可以采用熱管技術制作太陽灶。為了解決高溫太陽能接收器的熱點問題，在太陽能熱發電中利用熱管的優良的均溫性能、高效傳熱性能，發電系統和提高接收器的安全性能和效率；為了解決高溫太陽能熱發電中的蓄能問題，由單向傳熱結構、特性可異型性能來解決，從而解決太陽能熱發電連續性問題。熱管技術應用于高溫太陽能接收器中，既解決了太陽能高溫熱發電中的難題，又拓展了熱管技術的應用領域，具有很高的使用價值。
最后，熱管由于傳熱速度很快，熱損耗小，故可以改進為太陽能熱水器上的集熱管，并且比真空管有較明顯的優勢。適當推廣，可以提高太陽能的利用，減少污染，改善人們的生活水平。因此，應該有良好
的應用前景。
三、熱管技術在地熱能開發中的應用
地層深處是一個巨大的蓄熱庫，熱管在利用地熱資源方面有其特殊的便利，并已取得了許多成功的應用實例。
1、地面積，及防凍系統
如圖所示，將熱管群埋入地下3到18米處，收集到的地熱由熱管輸送到地面，防止積雪和冰凍，由于是無需人工管理和維護，所以特別適合偏僻地區的重要場所的路面融雪防凍，如高速公路、停車場等場所。
已知在地下深達7米的土壤溫度在一年內基本變化不大，在7~20米深處，全年的土壤平均溫度幾乎不變，這就給地熱的利用提供了有利條件。
2、溫泉廢水及輔助鍋爐的融雪及路面防凍
寒冷地帶溫泉休假區的路面，停車場的冬季積雪清除及路面防凍，利用溫泉廢水的余熱是一種比較方便和經濟的方法。
在無溫泉地區也可以燃油輔助鍋爐加熱U型熱管，達到路面融雪及防凍的目的。
結語
熱管技術自1964年問世以來，其獨特的高效傳熱技術在石油、化工等行業的余熱回收方面已取得了重大成果，有效地緩解了我國能源日益短缺的緊張局面。當前，太陽能、地熱能、生物能等能源作為能源資源較為豐富的幾大可再生清潔能源正逐步成為世界能源發展的方向。利用熱管技術開發和利用可再生能源也正不斷取得新進展。
參考文獻
[1]孫薈晶，孫世梅. 熱管技術在可再生能源利用中的研究與探索[J]. 現代化工，2007，S2:517-520.
