论文摘要
随着化石燃料资源的日益减少以及在利用过程中对环境造成的巨大破坏,生物质能的资源化利用正受到越来越多的重视。热解气化技术作为一种非常重要的生物质热化学转换技术,受到越来越多的关注。其中,户用型生物质气化技术由于具有结构简单,管路短,操作维护简单方便,耗资少等优点,适应于我国农村目前普遍的经济水平和组织体制。因此,本文选取户用型生物质气化炉作为开发和研究对象,对其未来的推广应用具有指导价值。本文自行搭建户用型气化炉气化系统的试验台,在对现役气化炉的气化性能初步研究的基础上,获取户用气化炉运行的基本性能参数,并参考相关文献和经验,设计和改进了户用型气化炉及其净化装置,并通过试验与理论分析相结合的方式,开展气化炉主要技术性能和燃气灶具的性能试验研究。本文设计的气化炉应用了炉膛集中燃烧和尾部配风的专利技术以及炉膛口径渐缩的独特炉型,净化装置采用气水分离器与干式颗粒层过滤器相串联的形式,并在气化炉上设计了焦油回流装置。试验表明,改进后的气化炉燃气热值提高,气化效率可稳定达到65%以上,焦油脱除效果显著,解决了现役炉型中燃气热值低、气化效率不理想、焦油含量高等技术问题。有关的设计参数为户用型气化炉的设计提供了参考依据。本文在自行搭建的户用型生物质气化试验台上针对设计的气化炉进行了相关主要技术性能的试验研究,其中包括生物质原料、鼓风量、气化强度等参数对气化性能的影响,以及净化装置脱除效果和焦油回流装置对气化指标的影响等研究,并总结气化炉在使用过程中的有关注意事项。实验表明,生物质原料的有关参数（含水率、料层高度、原料种类等）对气化性能有明显影响;鼓风量是气化炉生产负荷最迅速和最简单的调节手段,存在一个最佳运行的鼓风量范围;针对户用型气化炉设计的净化装置脱除效果显著;焦油回流装置设计合理,同时提高了燃气品质和气化效果。此外,本文还对燃烧灶具进行了相关的性能测试,包括热负荷和热效率的测定、火焰的稳定性、污染物的排放等试验研究。实验表明,生物质燃气灶具的平均热负荷维持在3.3～3.6kW之间,平均热效率为50%左右,烟气污染物中NOx和SO2的排放量均符合节能低排灶的标准。相关实验数据为有关部门制定相关标准和规定提供了参考依据。