固定床气化炉中,气化反应发生在大致恒定高度的,由固体颗粒填充的床层内,生物燃料由上界面进入床层,依靠自身重力向下移动,填充燃料消耗留下的空间,生物流化床,气化介质穿过颗粒间空隙,与固体表面接触而发生反应。相对于气体流动速率,燃料层下移速率很慢,因此称之为固定床或移动床。
固定床气化炉是****早出现的气化炉,曾经大批量生产并用于汽车、拖拉机和小型船舶。因其结构简单,适用于分布型生物质资源,现在仍然应用在中小规模生物质燃气生产中。
生物燃料在固定床气化炉中,按照一定顺序经历干燥、热解、氧化和还原几个阶段,****终转变成可燃气体。这种在床层中的反应方式在工业中应用很广,如层燃锅炉、煤气发生炉以及化工合成反应器等。根据气化剂供给位置和流过燃料层的方向,固定床气化炉主要有上式和下吸式两种。
固定床,由于流体是柱塞流,不存在返混现象,但是对于热效应明显的反应,会存在传热的问题,通常会将催化剂分多段装填.另外,也很难保证催化剂各处的反应物均匀.但固定床结构简单,流化床,容易设计,是工业上****广泛彩的反应装置.
流化床,循环流化床锅炉技术,流体处于完全返混状态,可以更有利于传质传热.由于催化剂与反应物一起运动,可以使反应物与催化剂更充分的接触,可以获得转化率更高产物品质更稳定的产物.但是由于催化剂与反应物一起运动,反应后需要将催化剂分离,一般采用旋风分离机,所以催化剂不可避免会有所损失,也会造成粉尘污染.而且催化剂与因与流体一起运动,会不断发生碰撞,会造成催化剂的磨损.由于催化剂处于悬浮状态,所以催化剂的粒径要合适.总体上来讲,流化床的设计难度较大.