由于生物燃料的多样性以及气化过程与原料性质、工艺条件和气化炉结构之间的复杂关系,没有完整的设计理论。经验在生物质气化炉的设计中往往起着更重要的作用,所以这里只能给出原理结构设计中的一些考虑。
在气化炉的设计中,应从气化燃料和气体使用两方面选择合理的气化方式和气化炉结构。
1.考虑生物燃料的特性。燃料的性质对气化器中各反应层的材料、气体流速和温度分布有重要影响。生物燃料具有密度低、流动性差、挥发分高、热解固体碳机械强度低、体积收缩明显等特点。这些因素会对稳定运行产生影响,不同的燃料会有不同的影响。
燃料类型和燃气负荷确定后,应详细计算气化系统的物料和能量平衡,以确定装料、出灰、炉膛容积、炉膛高度、气化强度、鼓风机或输气装置的容量等主要参数,并选择各种机器设备。
2.考虑气体的使用。生物质气的用途包括工业炉气、烹饪气、内燃机气等。以及最近正在开发富氧气化生产的合成原料气。
当用作工业炉时,要求气体的热值尽可能高,以满足工艺要求的燃烧温度。大多数情况下可以直接使用热气,所以气体中焦油含量不高。
用于集中供应炊事燃气时,要求热值稳定,焦油等杂质少,CO含量符合生活燃气规范。