生物質反應器多參數(shù)在線分析系統(tǒng)

功能及技術參數(shù)

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(fā)生系統(tǒng)和生物氣凈化系統(tǒng)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(jiān)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(xù)監(jiān)測產(chǎn)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(xiàn)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(tǒng):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(wěn)壓、穩(wěn)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(fā)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(yè)現(xiàn)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(shù)據(jù)管理簡捷

　　自動存儲測量數(shù)據(jù)，具備查詢、刪除功能，可通過多種接口傳輸?shù)缴霞壖锌刂葡到y(tǒng)。

　　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(fā)生爐煤氣、水煤氣、電石爐尾氣、天然氣等領域工業(yè)現(xiàn)場管道直接取樣分析;新能源行業(yè)：生物發(fā)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(jù)其所處的氣化環(huán)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(jīng)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(fā)，生產(chǎn)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(jù)應用需要有時還要對產(chǎn)出氣經(jīng)行凈化處理從而得到優(yōu)質的產(chǎn)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(fā)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(fā)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(shù)在線分析系統(tǒng)

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(shù)：

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(chǎn)率：

流化床氣化爐的氣體產(chǎn)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(jù)生物質原料的不同，所產(chǎn)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

表2 幾種典型燃氣及燃-空混合氣熱工性質對比

優(yōu)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(yōu)點：

2）環(huán)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(huán)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(huán)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(jù)《京都議定書》機制，生物質燃料CO2為生態(tài)“0"排放。

生物質可燃氣的熱值、主要成分、燃燒產(chǎn)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(chǎn)物：生物質氣體燃料是一種可再生的環(huán)保清潔型能源，硫含量很低，主要燃燒產(chǎn)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(yōu)于現(xiàn)在工業(yè)用的煤轉氣（水煤氣）基本相當，含塵量和焦油含量更低、更環(huán)保。

生物質可燃氣是一種非常清潔的生活和工業(yè)燃料，未經(jīng)凈化的生物質氣體燃料可以直接通過管道輸送應用到扎鋼加熱爐、煉銅反射爐、坩鍋爐、工業(yè)鍋爐及水泥回轉爐和耐火材料隧道窯等燃料品質要求較低的工業(yè)窯爐上。經(jīng)過除塵除焦等凈化工序后，其應用范圍可推廣到陶瓷窯爐、玻璃窯爐、熱風爐和電廠等燃料品質要求較高的工業(yè)窯爐上。

工藝描述

生物質氣化技術是我公司自主開發(fā)的新型生物應用技術