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生物質(zhì)是地球上存在最廣泛的物質(zhì)，生物質(zhì)應(yīng)用的一個重要領(lǐng)域就是生物質(zhì)氣化。循環(huán)流化床氣化是一種主要的生物質(zhì)氣化技術(shù)，它的基本原理是原料在流化狀態(tài)下氣化。生物質(zhì)原料在床體下部燃燒，在床體上部氣化，吹出的炭粒被各種分離器收集下來，送回床內(nèi)循環(huán)氣化。該技術(shù)對燃料適應(yīng)性強，氣化溫度較低，并且可以大規(guī)模連續(xù)化生產(chǎn)。近幾年循環(huán)流化床氣化技術(shù)得到了快速的發(fā)展和應(yīng)用。
綜觀國內(nèi)外的循環(huán)流化床氣化設(shè)備，其原料給料裝置始終存在著缺陷，最主要的就是給料機密封問題。循環(huán)流化床為正壓系統(tǒng)，為了不讓爐膛內(nèi)的氣流泄露，就必須切斷給料機與外界的連通。通常的做法是用給料關(guān)風(fēng)器進行密封，但是效果較差。這里以秸稈為原料，應(yīng)用螺旋給料器料封裝置，較好地解決了進料密封問題。
1.螺旋給料機料封原理
螺旋給料機就是在中心軸上安裝了螺旋片，軸和螺旋片在一固定的外殼內(nèi)旋轉(zhuǎn)，具有輸送原料功能的機械裝置。當(dāng)改變螺旋的螺徑或者螺距時，給料機的輸送能力就會發(fā)生改變，通過給料機輸送能力的變化使原料在給料機內(nèi)堆積，從而起到原料密封的作用，這就是料封。
螺旋料封給料機(又稱料封絞龍)具有下述特點：
(1)螺旋給料機輸送距離較短，一般不超過3m；
(2)螺旋給料機適用于流動性好、無粘性或者粘性很小、無琢磨性或者琢磨性很小的粉粒狀原料，原料顆粒度一般小于50mm，不適用于含水率大、質(zhì)地較硬、琢磨性大以及粘性高的原料；
(3)螺旋給料機是一種相對密閉式裝置，輸送能力相對小，功率消耗相對大。
2.螺旋給料機料封的基本形式
(1)漸縮型螺旋給料機
漸縮型螺旋給料機就是在某一段中軸上螺徑或者螺距逐漸縮小的給料機。當(dāng)取某一值時，給料機的輸送能力就會減小，但是進入給料機的原料輸送量是一定的，這樣當(dāng)原料被輸送時，來不及輸送的原料就會被積壓，隨著時間的推移，積壓的原料就會越來越多，慢慢就會在給料機殼體內(nèi)部充滿原料。當(dāng)原料被積壓到一定程度時，原料顆粒間的空隙就會逐漸縮小，當(dāng)空隙縮小到一定程度時，就會切斷給料機與外界的通氣，這樣就達到了密封的目的。
(2)斷開型螺旋給料機
斷開型螺旋給料機就是在某一段中軸上去掉螺旋片而使其輸送量急劇減少的給料機。這種形式的給料機的密封原理與漸縮型給料機一樣，所不同的是原料輸送能力。在斷開型給料機中，中軸段上的螺徑和螺距都為零，由螺旋給料機輸送量的計算公式可知，阻力相對漸縮型給料機來說較大。
3.分析討論
取3種不同顆粒度、硬度以及伸縮性的原料，如玉米秸(20—40mm)、花生殼、稻殼粉(0.1—1mm)，準備一臺電流測試儀、鼓風(fēng)機，然后分組實驗，得出相應(yīng)的電流，、長度以及密封性能(僅限于常溫下的密封性能)。
對每一種類型給料機而言，都有一段長度使得給料機密封良好，同時功率消耗也不大。當(dāng)超過某一值時，原料就會堵塞管道，不能輸送原料，這時電機電流急劇上升，很可能使電機因過載而損壞。所以，要想使給料機在工作過程中，既能正常輸送原料，又能達到密封作用，就必須選好密封段的長度。對于不同的原料，給料機密封段的長度范圍是不同的，一般來說，顆粒度大、壓縮性差、表面粗糙度大的原料需要的長度小；對于顆粒度小、壓縮性好、表面粗糙度小的原料需要的長度大。這只是一般規(guī)律，有些原料也會出現(xiàn)反常規(guī)律。總而言之，要想得到合理的密封給料機，必須根據(jù)不同原料的具體情況來設(shè)計。
密封螺旋給料機的結(jié)構(gòu)還有很多，其原理基本相同，都是靠減少原料輸送量來起到積壓原料的作用，從而達到密封的目的。
4.結(jié)論
(1)密封螺旋給料機的設(shè)計難點在于既要保證密封性，又要保證原料輸送通暢，這是互相矛盾的問題。同時，不同原料的密封所需密封段長度變化也很大，即使同一種原料也因其顆粒度、濕度等因素的變化而變化。要設(shè)計出一套合理的密封螺旋給料機，應(yīng)在理論分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合大量的實驗來確定合理的設(shè)計方案。
(2)對于循環(huán)流化床，建議選擇中間斷開型螺旋給料機，一是因為其密封效果好，對于流化床的細粉原料尤為適合；二是因為給料機的密封段在管道中間，這樣減少了原料溫度對流化床內(nèi)部溫度的影響。(圖/文www.changrong-jx.com)