18新利最新登入气化原理

燃煤电厂的核心是锅炉，煤在里面燃烧，把水变成蒸汽。下面的方程式展示了燃烧煤的化学反应:C + O18新利最新登入₂——>有限公司₂．煤不是由纯碳构成的，而是由与许多其他元素结合的碳构成的。尽管如此，煤的碳含量很高，正是碳在燃烧过程中与氧气结合，产生二氧化碳，这是全球变暖的罪魁祸首。煤炭燃烧的其他副产品包括硫氧化物、氮氧化物、汞和自然产生的放射性物质。

包含气化功能的发电厂的核心不是锅炉，而是一个气化炉这是一个高约40英尺(12米)、宽约13英尺(4米)的圆柱形压力容器。原料从顶部进入气化炉，而蒸汽和氧气从下面进入。任何含碳材料都可以作为原料，但是煤气化当然需要煤。一个典型的气化工厂每天可以使用16000吨(14515公吨)褐煤，一种棕色的煤。

气化炉的工作温度和压力均高于燃煤锅炉，分别约为2600华氏度(1427摄氏度)和1000磅/平方英寸(6895千帕)。这导致煤发生不同的化学反应。首先，煤中的碳部分氧化释放热量，有助于气化反应。第一个是热解这种情况发生在煤的挥发性物质分解成几种气体后字符一种类似木炭的物质。然后，还原反应将焦炭中的剩余碳转化为气态混合物，称为合成气．

一氧化碳和氢气是合成气的两个主要成分。在这个过程中气体清除，原料合成气经过一个冷却室，可以用来分离各种成分。清洗可以去除有害杂质，包括硫、汞和未转化的碳。甚至二氧化碳也可以从气体中提取出来，储存在地下，或用于氨或甲醇的生产。

剩下的是纯氢和一氧化碳，它们可以在燃气轮机中清洁燃烧以发电。或者，一些发电厂将净化后的合成气通过镍催化剂转化为天然气，使一氧化碳和二氧化碳与游离氢反应生成甲烷。这种“替代天然气”的性能与普通天然气相似，可用于发电或为家庭和企业供暖。

但如果没有煤炭，气化仍然是可能的。你只需要一些木头。

煤气化有时被称为“清洁煤”，因为它可以用来发电，而不会向大气中排放毒素和二氧化碳。但它仍然是基于不可再生的化石燃料。而且它仍然需要采矿作业，这些作业会给地球留下伤疤，并留下有毒的废物。木材气化——或者生物质气化更准确地说，这可能会提供一种可行的替代方案。生物质被认为是一种可再生能源，因为它是由树木、作物甚至垃圾等有机材料制成的。

生物质气化的工作原理与煤炭气化类似:原料进入气化炉，在低氧环境中烹饪含碳材料以产生合成气。原料通常分为四类:

原料的选择决定了气化炉的设计。生物质气化有三种常见的设计:上升气流、下降气流和交叉气流。在一个上升气流气化炉时，木材从上方进入气化室，落在炉排上，形成燃料堆。空气从炉排下面进入，向上流过燃料堆。合成气，也被称为发生炉煤气在生物质循环中，从腔室顶部出口。在气流或crossdraft气化炉时，空气和合成气可能在不同的位置进出。

燃料的选择和气化炉的设计影响合成气中化合物的相对比例。例如，小麦秸秆放置在一个下沉气流气化炉产生以下:

但木炭放置在一个下沉气流气化炉产生以下:

[来源:Rajvanshi]。

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气化的一个吸引人的特点是它的可扩展性。位于坦帕市东南部的波尔克发电站是一座占地4300英亩(1740公顷)的气化工厂。它每小时将100吨(90.7公吨)煤转化为2.5亿瓦的电力，供约6万户家庭和企业使用[来源:福杰尔]。

但你不必成为一个大型公用事业公司来试验气化。你可以用你在家里找到的材料做一个简单的小气化炉。YouTube上有几个关于这些自制装置的视频。例如，一段视频显示，油漆罐扮演了发生气化反应的压力18新利最新登入容器的角色。当合成气在密封罐内产生时，它会通过一些简单的管道装置移动到一个燃烧器罐，在那里气体可以被点燃。

另一个有趣的视频展18新利最新登入示了一个小团队根据美国联邦紧急事务管理局(FEMA)和橡树岭国家实验室准备的计划组装和操作木材气化炉。联邦应急管理局于1989年制定了这些计划，专门用于发生石油紧急情况时的小规模气化。该机构的报告包括详细的，图解说明的制造，安装和操作的下通风生物质气化炉。(该报告的链接包含在下一页“拉方丹”下的来源列表中。)该装置需要一个镀锌金属垃圾桶、一个小金属桶、普通管道配件和一个不锈钢搅拌碗，可以安装在汽车上，提供合成气供内燃。气化炉安装到位后，车辆可以使用木屑或其他生物质作为燃料可靠地运行。

如果你对气化感兴趣，但不是自己动手的类型，那么你可能要考虑从制造商那里购买一个气化装置。例如，新地平线公司销售的气化系统可以安装在家庭环境中。这些生物质气化锅炉可以为房屋、车库和其他建筑物供暖，并可以使用各种燃料，包括干燥的木材、玉米棒、锯末、木屑和任何种类的颗粒。

不管怎样，气化都可能成为未来几十年最重要的能源替代品之一。这是使用煤炭最清洁的方式，但与生物质等可再生能源一起使用也很有效。而且，由于气化的主要产物之一是氢，这一过程为生产大量氢用于燃料电池和更清洁的燃料提供了一个敲门砖。

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