固定床热解反应器的功能和应用

从20世纪70年代开始，生物质固定床热解炭化技术得到迅猛发展，各种炭化炉炉型结构大量出现。生物质固定床式热解炭化反应设备的优点是运动部件少，制造简单，成本低，操作方便，可通过改变烟道和排烟口位置及处理顶部密封结构来影响气流流动从而达到热解反应稳定、得炭率高的目的，更适合用于小规模制炭。间歇运行的固定床热解是最古老的热解类型，用于生物质热分解的热量可以由外部提供，也可以由蜂窝炉（见图3-11）中进行的有限燃烧来提供。当炭留存在反应器中时，由于体积膨胀，产物可能从热解反应器中流出。在一些设计中，吹扫气用于从反应器中有效去除气体产物，该气体必须是惰性且无氧的。这种类型热解的主要产物是炭，这是由于加热速率慢且产物在热解区中的停留时间长。固定床热解反应炉包括外加热式固定床热解炭化炉、内燃式固定床热解炭化炉、再流通气体加热式固定床炭化炉。

（1）外加热式固定床热解炭化炉包含加热炉和热解炉两部分，由外加热炉体向热解炉体提供热解所需热量。加热炉多采用管式炉，其最大优点是温度控制方便、精确，可提高生物质能源利用率，改进热解产品质量，缺点是需消耗其他形式的能源。由于外加热式固定床热解炭化炉的热量是由外及里传递，使炉膛温度始终低于炉壁温度，因此其对炉壁耐热材料要求较高，且通过炉壁表面上的热传导不能保证不同形状和粒径的原料受热均匀。(www.xing528.com)

（2）内燃式固定床热解炭化炉的热解方式类似于传统的窑式炭化炉，需在炉内点燃生物质燃料，依靠燃料自身燃烧所提供的热量维持热解。内燃式炭化炉与外热式的最大区别是热量传递方式的不同，外热式的为热传导，而内燃式炭化炉的是热传导、热对流、热辐射三种传递方式的组合。因此，内燃式固定床热解炭化炉热解过程不消耗任何外加热量，反应本身和原料干燥均利用生物质自身产热，热效率较高，但生物质物料消耗较大，且为了维持热解的缺氧环境，燃烧不充分，升温较缓慢，热解终温不易控制。

（3）再流通气体加热式固定床炭化炉是一种新型热解炭化设备，其突出特点是可以高效利用部分生物质物料本身燃烧所产生的热量来干燥、热解、炭化其余生物质。国内出现的再流通气体加热式固定床炭化炉，其热解多利用固体燃料层燃技术，采用气化、炭化双炉筒纵向布置，炉筒下部为炉膛，炉膛内布置水冷壁，炉膛两侧为对流烟道。为保障烟气的流通，防止窑内熄火，避免炭化过程中断，这种炉型要在烟道上安装引风机和鼓风机。由于气化炉本身产生的高温燃气温度可达600～1000℃，能充分满足炭化反应需要，因此利用这种炉型进行生物质热解炭化时燃料利用率更高，更适用于挥发分高的生物质炭化。该炭化炉型按照气化室部分产出的加热气体流向分为上吸式和下吸式两种。