生物质燃气焦油产率及其净化

第26卷 增刊2 农 业 工 程 学 报 Vol.26 Supp.2

2010年 12月 Transactions of the CSAE Dec. 2010 259

生物质燃气焦油产率及其净化

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金 亮1，童瑞明2，周劲松1，吴远谋1，骆仲泱1

（1. 浙江大学能源清洁利用国家重点实验室，杭州 310027；2. 浙江省电力公司，杭州 310002）

摘 要：生物质气化技术是目前农村清洁用能的新型技术，但在应用中存在着燃气焦油灰分含量高，焦油味重，严重时堵塞管路等问题。该文以农村常用的下吸式生物质气化炉为核心，研究气化过程中焦油灰分的产出特性，并对出口燃气采用湿式喷淋装置和干式过滤装置相结合的联合过滤方法对燃气净化。试验表明，还原区温度对焦油和灰分含量有显著

。经过联合过滤后，影响，高温可抑制焦油灰分产出（温度在650℃以上，1 m3燃气中，出口焦油灰分维持在2000 mg）

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焦油脱除效率达到99.5%以上，1 m燃气中，燃气中焦油灰分维持在10 mg以内，达到燃气净化需求。 关键词：焦油，净化，生物质，气化，灰分 doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2010.z2.049

中图分类号：TK6 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2010)-Supp.2-0259-05

金 亮，童瑞明，周劲松，等. 生物质燃气焦油产率及其净化[J]. 农业工程学报，2010，26(Supp.2)：259－263.

Jin Liang, Tong Ruiming, Zhou Jinsong, et al. Tar character and cleaning of biomass gasification gas [J]. Transactions of the CSAE, 2010, 26(Supp.2): 259－263. (in Chinese with English abstract)

0 引 言

近年来，随着农村经济的发展和农民生活水平的提高，生物质热解气化技术在农村生活用能中得到了推广和应用，为农户提供了清洁的气体燃料，取得了良好的经济和社会效益[1-2]。其中，生物质气化集中供气技术由于技术成熟已在诸多省份得到推广和应用，极大地改善了农民的用能方式。

但与发达国家的气化技术相比，中国生物质气化存在着燃气净化不完全的问题，造成燃气焦油灰分含量高、焦油味重，甚至堵塞管路等现象[3-5]，这在一定程度上影响了气化技术的商业应用和推广[6]。目前大部分气化工艺下1 m3燃气中焦油质量一般在2～50 g[7-9]，与实际工程应用要求的低于50 mg差距很大，焦油的存在不仅降低了气化效率，而且低温冷凝影响到气化系统的稳定运行，所以有必要采取各种措施降低燃气中焦油的含量。如何方便有效地脱除的焦油灰分杂质，对农村清洁用能、放心用能有积极作用。

本文以目前广泛采用的固定床下吸式气化炉为基础[10-11]，研究气化炉产气过程中的焦油灰分产出特性，并对出口燃气采用湿式喷淋和干式过滤相结合去除燃气中焦油灰分杂质，通过对进出口杂质含量的测定，得到燃气的净化率，并提出降低杂质含量的优化运行工艺条件和净化方法建议。

收稿日期：2010-07-07 修订日期：2010-11-20 基金项目：浙江省科技计划项目2008C01001-2

作者简介：金 亮（1985－），男，浙江嘉兴人，浙江大学能源清洁利用国家重点实验室，主要从事农村生物质能气化及燃气净化研究。 Email: libarking@zju.edu.cn

※通信作者：周劲松（1970－），男，浙江大学能源清洁利用国家重点实验室教授，博士，博士生导师，主要从事生物质气化及电厂烟气重金属脱除研究。Email: zhoujs@cmee.zju.edu.cn

1 试验系统及测量方法

1.1 试验系统

试验系统如图1所示。主体为下吸式气化炉，炉体有效高度1000 mm，喉部截面直径250 mm。气化炉采用空气为气化剂，空气以鼓风机鼓入送气、引风机尾部抽气的方式送入。试验采用木材加工厂的下脚料木屑为原料，木屑平均长度为5 mm。气化炉产出的燃气一般为“粗燃气”，通常含有灰分、水分、焦油等杂质。系统采用两级净化装置：湿式喷淋装置和干式过滤装置。湿式喷淋量最大为420 L/h，干式过滤器中填充最高可为80 cm的过滤材料（试验中选用棉花和海绵等农村易购物）。通过检测进出口燃气中焦油灰分含量，即可求出装置的净化率。

1.2 焦油灰分含量测定

测量方法依据GB/T12208-1990《城市燃气中焦油和灰尘含量的测定方法》[12]，将一定体积的燃气通过已知质量的滤膜，根据滤膜的增质量和取样体积，计算出焦油和灰分的含量。

取样装置按图2方式连接，取样前称质量并记录经过干燥的垫圈和滤膜质量G1，检查整个装置气密性，并记录流量计初始读数。由于燃气管路为微负压状态，在湿式流量计后加装抽气泵，采用三通阀调节取样流量，避免流速过大而使滤纸破裂，取样体积一般以20~30 L为宜。取样结束记下流量计终止读数，将滤纸放入干燥皿保存，完成一次焦油取样[13-14]。

取样过程中需要记录的数据主要包括：焦油取样位置、取样开始时刻、取样结束时刻、初始流量计读数、终止流量计读数等。