慢速热解对生物质粉体物性的影响

慢速热解方法可以有效地脱除生物质中的氧元素,提高生物质的能量密度,从而提高生物质气流床气化合成气的热值;并可以有效地改善生物质的物性,实现稳定连续的输送。使用直剪仪对不同粒径的生物质和不同热解温度的半焦进行物性分析,结果表明:热解后,半焦的休止角、内摩擦角和开放屈服强度都明显降低;堆积密度比原料的堆积密度大;从电镜图片分析得出表面结构的变化是物性发生变化的根本原因;400℃半焦的休止角为38.8°,堆积密度为269.4 kg/m3,开发屈服强度为26.8 kPa,并结合半焦气化合成气的热值得出400℃半焦作为气化原料比较合理。     

生物质气化制取合成气的模拟

阐述了利用串行流化床制取生物质合成气的技术,该技术将生物质气化过程与燃烧过程分开,气化反应器和燃烧反应器之间通过床料进行热量传递,并通过生物质补燃实现自供热。利用ASPEN PLUS软件建立了串行流化床制取合成气的模型,通过将模拟数值与实验结果相比较,验证了模拟研究的可行性。重点研究了气化温度、水蒸汽与生物质的质量配比(S/B)对制取生物质合成气的影响。结果表明,为获取较高品质的生物质合成气并得到较高的碳转化率、气化份额和合成气产率,气化温度以650～800℃为宜,S/B应在0.2～1.0之间。     

复合流化床低阶煤热解制备兰炭的工艺条件

以不同粒径范围的新疆准东煤为原料,在耦合下部流化床和上部输送床的复合流化床中热解制备兰炭,考察了热解温度、过量氧气系数、气化温度、煤颗粒停留时间等对热解产物分布和热解半焦性质的影响. 结果表明,随过量氧气系数、气化温度和颗粒平均停留时间增加,气体产率升高,半焦和焦油产率降低;半焦的比表面积随气化温度升高而增大,而随过量氧气系数增大先增大后减小. 当煤从下部流化床进料时,在过量氧气系数0.11、流化床气化温度850℃、输送床热解温度750℃、流化床内煤颗粒停留时间90 s的操作条件下,可制备出固定碳含量超过83%(w)、挥发分含量低于9%(w)的兰炭.     

褐煤与生物质混合快速热解半焦特性研究

研究了褐煤、生物质及其不同配比混合物在快速热解条件下,热解产物半焦的产率、工业组成、热值以及表面结构等特性,探讨了其随热解温度和原料组成的变化规律.结果表明,由于受褐煤和生物质各自组成和性质的影响,褐煤与生物质混合快速热解过程,生物质配入比例和热解温度对半焦的产率、工业组成、热值及表面结构的影响较为复杂.总体趋势是,控制适宜的热解温度和适宜的生物质配入量(生物质配入比例50%),可获得高的半焦产率和半焦热值,同时降低半焦中灰分含量.生物质掺混比例为50%,热解温度为600℃时,热解产物半焦产率为52.1%,半焦热值可达23.75 MJ/kg.由于生物质的引入,混合物热解产物半焦的表面结构比褐煤单独热解时半焦的表面结构有所改善,半焦孔隙增加,有利于增加半焦的吸附性和反应性.     

胜利褐煤快速热解特性

为考察热解温度对热解产物品质及挥发分残留的影响,在10 kg/h自制褐煤快速热解提质试验设备上,以胜利褐煤为试验原料,考察了400~900℃热解提质温度对热解产物产率、气体产物组成、半焦微观结构以及残余挥发分的影响。结果表明,随着热解温度的升高,半焦产率逐渐降低,气体产率升高,焦油的产率先升高后降低,700℃时焦油产率最大;热解气体中的CO_2随着热解温度的升高逐渐降低,H_2和CO含量随着热解温度的升高而增加;随着热解温度的升高,挥发分不断释放导致半焦含氧官能团以及高活性的小的缩合芳环减少;热解温度≥700℃,半焦残留的挥发分较低,固定碳较多,基本满足电石用焦的要求。     

热解温度对型煤半焦气化反应活性的影响

热解温度是影响煤焦气化反应活性的重要因素.以型煤和相似粒度的原煤为样品在不同热解温度下制备煤焦,研究了热解温度对煤焦/CO2反应活性的影响,并对型煤半焦与原煤半焦的气化性能进行比较.结果表明,褐煤中低温热解所得半焦在1000℃以上时具有较高的气化反应活性;在相同热解温度下,型煤半焦的反应活性稍高于原煤半焦;热解温度为650℃～750℃时半焦的反应活性最高.     

生物质空气气化过程的有效能分析

以空气为气化介质,选取松木、玉米秸秆、木屑为气化原料,运用ASPEN PLUS软件并结合Fortran编程对基于自热固定床反应器的生物质气化过程进行了模拟,探讨了空气当量比(ER)和生物质含水量对干气低位热值、气化炉温度、干气组成和气化有效能效率的影响. 结果表明,在生物质含水量一定时,随ER增加,干气低位热值降低,气化温度升高,干气中CO含量先增加后减少,H2含量降低,有效能效率先升高后降低;ER一定时,随生物质含水量增加,干气低位热值降低,气化温度先降低后升高,干气中CO含量降低,H2含量先升高后降低;当松木、玉米秸秆、木屑的含水量为20%(w)、ER分别取0.25, 0.2和0.15时,最大有效能效率分别为61.67%, 60.23%和54.98%.     

生物质型煤热解半焦的燃烧特性研究

为开拓低阶粉煤资源高效分质利用途径,在前期制备的能满足直立炉热解要求的生物质型煤的基础上,利用同步热分析仪研究了生物质型煤热解半焦的燃烧性能,并与原煤、原煤半焦及型煤的燃烧性能进行了对比,考察了热解温度对半焦燃烧性能的影响规律。由结果可知,生物质型煤热解半焦的燃烧特征温度低于原煤半焦;随热解温度的升高,原煤半焦的燃烧特征温度呈线性增加,而型煤半焦燃烧特征温度的增加幅度较小;在热解温度较高时,型煤半焦的燃尽性能较好;型煤半焦的综合燃烧特性略差于相同热解温度的原煤半焦,但差别很小。热解温度为650℃的型煤半焦具有最好的燃尽性能和综合燃烧特性。     

生物质热解半焦燃烧特性的实验研究

鉴于目前针对生物质热解半焦燃烧特性的研究较少,以稻壳、松木屑和玉米秸秆为原料,利用自行搭建的固定床热解实验台,在300、400、500、600℃的热解温度下制备了以上3种生物质的半焦,同时采用TG-DTG热分析联用技术,研究热解终温、粒径、升温速率和生物质种类对生物质热解半焦燃烧特性的影响。结果表明:热解终温越高,半焦的燃烧性能越差;同一种半焦,粒径越小越有利于其着火与燃尽;升温速率为50℃/min时,燃烧性能达到最佳;不同生物质种类制得的半焦燃烧性能差异很大。     

固体热载体热解府谷烟煤的实验研究

以循环流化床锅炉的循环灰为热载体对府谷烟煤进行了热解实验,考察了热解温度(470℃~630℃)对气液固产物产率和特性的影响,分析了原煤中的硫和氮在气液固三相产物中的分布.结果表明,随热解温度的升高,半焦产率降低,煤气产率从0.97%增加到5.44%,焦油产率从1.96%增加到8.07%;焦油中的轻油含量占80%(质量分数)以上,随热解温度的升高而降低.半焦的灰熔点在1 000℃以上.原煤经过热解后半焦中的硫含量可降到原煤中硫含量的70%(质量分数)左右,氮含量可降到原煤中氮含量的90%左右.     

生物质气化模型的流程模拟

生物质能是一种重要的可再生能源。通过Aspen Plus软件平台,建立生物质气化反应器模型,对生物质气化过程进行模拟计算,探讨了不同反应条件,包括气化温度、压力以及水蒸气与生物质质量配比（S/B）对气化产物成分的影响。计算结果表明,采用生物质蒸汽气化技术可获得体积分数为60%以上的富氢燃料气,且增大水蒸气与生物质质量配比有利于氢气产率的提高。     

秸秆类生物质低温热解及混合气化的研究

生物质能源是一种重要的可再生能源,利用生物质和煤混合气化技术可以减少CO2的排放。研究了低温热解预处理对秸秆类生物质产物和气体浓度分布的影响,结果表明：经低温热解预处理后制得的生物焦的量和气体的浓度分布不仅与热解温度有关,而且与生物质种类的组成有很大的关系,考察了生物质焦和煤炭混合气化的热重试验,对混合气化反应性进行了有益的探索。     

Conversion of Biomass Based Slurry in an Entrained Flow Gasifier

A two‐step process, BIOLIQ, with pyrolysis and subsequent entrained flow gasification has been developed at the Forschungszentrum Karlsruhe to produce synfuel from biomass. Experiments in a 60 kW pilot‐scale atmospheric entrained flow gasifier allow quantitative evaluation of the combustion behavior of biomass‐based slurry, leading to a better understanding of the gasification process.     

生物质型CCHP系统的联合循环仿真及性能分析

利用ASPEN PLUS稳态模拟平台测试修正热力参数、流动过程的作用条件,以建立冷热电联供(CCHP)系统的联合循环,研究了系统中关键单元的热功转换过程,以及物流的流率、压力和温度分布,探讨了各输入参数对系统经济、技术和排放性能等的影响。结果表明:(1)预设工况下,燃气轮机进口温度为340℃,系统总能利用率达到94.65%,经济效率达到67.27%,CO2、CO、NO2、NO、SO2排放量分别为0.5kg·(kW·h)-1、1.025mg·(kW·h)-1、0.15g·(kW·h)-1、6g·(kW·h)-1、3.7g·(kW·h)-1;(2)随着空气流量的增加,燃气轮机和余热锅炉的排气温度急速下降,总能利用率上升,而相对节能率、当量效率和经济效率不断减小。因此,空气的量应控制在理论空气量的20%~40%之间;(3)随着空气温度及环境温度的升高,燃料的气化率会微小地下降,但系统的总体能效性能会提高。     

粗合成气甲烷含量与水煤浆气化温度关系初探

用ＡＳＰＥＮＰＬＵＳ对高压水煤浆气化过程做了模拟计算，得到不同气化温度下的粗合成气中甲烷含量，为实际生产中间接预测气化炉温度提供参考。     

烘焙提升纤维素类生物质热解气化性能的研究进展

生物质作为唯一含碳的可再生能源受到广泛关注。由于生物质具有含水率高、氧含量高、热值低等特性,在生物质热解气化中存在热转化效率低、焦油含量高、产品气热值低等问题。烘焙预处理对于改善生物质原料特性和提升热解气化性能具有积极的影响。本文阐述了烘焙预处理技术对于纤维素类生物质原料的疏水性、可磨性、元素组成、能量密度以及热解气化中产生的产品气组分、焦油组分、产品气热值等方面的影响。原料经烘焙预处理后疏水性、可磨性增强,热值增加,提升了原料品质。同时,经烘焙预处理的纤维素类生物质原料可明显提高热解气化性能,产品气中可燃气体组分含量、产量以及热值得到提升,焦油含量明显下降,提高了热解气化的产品气燃烧性能和利用品质。下一步应开展烘焙与热解气化耦合工艺及应用模式研究,提高生物质热解气化的整体经济性和产品附加值。     

Pyrolysis of Pinus pinaster in a two-stage gasifier: Influence of processing parameters and thermal cracking of tar

A new two-stage gasifier with fixed-bed has recently been installed on CIRAD facilities in Montpellier. The pyrolysis and the gasifier units are removable. In order to characterise the pyrolysis products before their gasification, experiments were carried out, for the first time only with the pyrolysis unit and this paper deals with the results obtained. The biomass used is Pinus pinaster. The parameters investigated are: temperature, residence time and biomass flow rate. It has been found that increasing temperature and residence time improve the cracking of tars, gas production and char quality (fixed carbon rate more than 90%, volatile matter rate less than 4%). The increase of biomass flow rate leads to a bad char quality.     

生物质气流床气化技术的研究进展

阐述了发展生物质气流床气化技术的背景和意义,分析了生物质气流床气化技术的特征,重点介绍了国内外生物质气流床气化技术的研究进展,指出了目前该技术研究的重点及难点问题。     

橄榄废弃物低温热解过程中氯的析出规律

生物质直燃是生物质能利用的主要方式,而含氯化合物的释放则影响了生物质锅炉的结渣与腐蚀。低温热解作为一种有效的预处理手段可以解决由氯化物导致的锅炉结渣、腐蚀问题。利用水平管式炉试验系统,测量了不同热解温度下橄榄废弃物HCl、CH₃Cl等含氯物质的释放情况,分析了不同热解温度下上述污染物的释放规律。通过分析发现：HCl和CH₃Cl是生物质热解过程中氯的主要析出产物,热解温度的升高有助于氯等元素分别向HCl和CH₃Cl的转化,低温热解条件下氯的释放主要以CH₃Cl为主,随着温度的升高,二者的差距逐渐减小,当温度达到400℃时,HCl取代CH₃Cl成为生物质热解过程中主要的含氯气态产物。