• 木煤氣

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    木煤氣

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    木煤氣是一種燃料氣體,可用于熔爐、火爐和車輛。 在生產過程中,生物質或相關含碳材料木材氣體發生器的氧氣有限環境中氣化,產生可燃混合物。 在一些氣化爐中,這個過程之前是熱解,其中生物質或煤首先轉化為焦炭,釋放出富含多環芳烴的甲烷和焦油

    與幾乎是純 H2/CO 混合物的合成氣形成鮮明對比的是,木煤氣還含有多有機化合物(餾出物),需要洗滌才能用于其他應用。 根據生物質的種類,會產生各種污染物,這些污染物會隨著氣體冷卻而凝結出來。 當生產氣體用于為汽車和船只提供動力或分配到偏遠地區時,有必要對氣體進行洗滌以去除可能凝結和堵塞化油器和氣體管線的物質。 xxx煤和焦炭是汽車行業的首選,因為它們產生的污染物最少,因此可以使用更小、更輕的洗滌器。

    歷史

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    第 一個木材氣化爐顯然是由古斯塔夫·比紹夫 (Gustav Bischof) 于 1839 年建造的。第 一輛以木材燃氣為動力的汽車是由托馬斯·休·帕克 (Thomas Hugh Parker) 于 1901 年建造的。大約在 1900 年,許多城市向住宅輸送燃氣(集中生產,通常來自煤炭)。 天然氣僅在 1930 年代才開始使用。

    由于化石燃料的配給,二戰期間使用了木煤氣車輛。 僅在德國,戰 爭結束時就有大約 500,000 輛燃氣汽車投入使用。 卡車、公共汽車、拖拉機、摩托車、輪船和火車都配備了木材氣化裝置。 1942 年,當木汽油還沒有達到普及的高峰時,瑞典大約有 73,000 輛木汽油汽車,法國有 65,000 輛,丹麥有 10,000 輛,瑞士有近 8,000 輛。 1944 年,芬蘭擁有 43,000 輛木質汽車,其中 30,000 輛是公共汽車和卡車,7,000 輛私家車,4,000 輛拖拉機和 600 艘船。

    木煤發電機仍在中國和俄羅斯制造,用于汽車和工業應用的發電機。 在朝鮮農村地區,特別是東海岸的道路上,使用改裝了木材氣化器的卡車。

    制作

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    木材氣化爐以木屑、鋸末、木炭、煤、橡膠或類似材料為燃料,并在火箱中不完全燃燒,產生木氣固體灰燼和煙灰,后者必須定期從氣化爐中清除。 然后可以過濾木煤氣中的焦油和煙灰/灰燼顆粒,冷卻并引導至發動機燃料電池。 大多數這些發動機對木煤氣的純度有嚴格要求,因此氣體通常必須經過廣泛的氣體清潔才能去除或轉化,即裂紋、焦油和顆粒。 焦油的去除通常通過使用水洗滌器來完成。 在未改裝的燃燒汽油的內燃機中運行木煤氣可能會導致未燃燒化合物的問題積累。

    不同氣化爐的氣體質量差異很大。 分段式氣化爐,其中熱解和氣化分別發生,而不是像二戰氣化爐那樣發生在同一反應區,可以設計為生產基本上不含焦油的氣體(小于 1 毫克/立方米),而單反應器 流化床氣化器可能超過 50,000 毫克/立方米焦油。 流化床反應器的優點是更緊湊,每單位體積和價格的容量更大。 根據氣體的預期用途,焦油可能是有益的,也可以增加氣體的熱值。

    與其他燃料相比,發生爐煤氣的燃燒熱——在美國使用的一個術語,意思是生產用于內燃機的木煤氣——相當低。 Taylor 報告說,生產煤氣的燃燒熱較低,為 5.7 MJ/kg,而天然氣為 55.9 MJ/kg,汽油為 44.1 MJ/kg。 木材的燃燒熱通常為 15-18 MJ/kg。 據推測,這些值可能因樣本而異。 同一來源報告了以下按體積計算的化學成分,這很可能也是可變的:

    • 氮氣 N2:50.9%
    • 一氧化碳CO:27.0%
    • 氫氣H2:14.0%
    • 二氧化碳CO2:4.5%
    • 甲烷 CH4:3.0%
    • 氧氣 O2:0.6%。

    木煤氣

    氣體的成分在很大程度上取決于氣化過程、氣化介質(空氣、氧氣或蒸汽)和燃料水分。 蒸汽氣化工藝通常產生高含量,下吸式固定床氣化器產生高氮濃度和低焦油負荷,而上吸式固定床氣化器產生高焦油負荷。

    在生產黑火藥用木炭的過程中,揮發性的木材氣體被排出。 產生極高表面積的碳,適合用作黑火藥中的燃料。

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