聚丙烯类废塑料空气气化特性试验研究

以单一粒径2mm的聚丙烯树脂为试验物料，空气作为气化介质，在内径100mm，高3．5m流化床反应器内对聚丙烯类塑料的空气气化特性进行了试验研究。试验结果表明，在650—750℃温度区域内气化，其燃气成分主要是气相碳氢化合物CH4、C2Hm(m=2，4，6)等，CO和H2所占比例很少．随气化温度的升高，CH4、CO和H2含量增加，C2Hm含量下降，在相同的气化温度下，床层高度增加，CH4和H2含量略有增加，CO含量基本保持不变。焦油和焦炭的产率较低并随气化温度的提高而降低，空气系数增加，燃烧份额提高，气化炉温度也相应增加。同时还比较分析了生物质和煤与聚丙烯空气气化特性。     

沥滤对玉米残余物结构和反应性能影响

为研究沥滤预处理对玉米残余物（玉米秸秆和玉米芯）结构、反应性能和动力学的影响,通过热重分析仪考察了生物质的反应特性,包括热解反应和气化反应,并对生物质的理化结构进行分析,包括晶格度、主要官能团和碳晶结构。结果表明,在N₂和CO₂气氛中,生物质热解反应特性类似,主要由其组成和反应温度决定。沥滤可除去生物质中的部分无机物和有机物,比如半纤维、果胶等。沥滤生物质热解的稳定性增强,而生物质焦的气化活性降低。最后,分段分析了CO₂气氛中生物质的热解和气化活化能的变化。     

城市生活垃圾中废弃木料流化床热解气化试验研究

为开发适合我国城市生活垃圾处理的低污染气化熔融技术，对城市生活垃圾中广泛存在的废弃木料组分进行了流化床热解与气化试验。流化床中，在反应温度400～700℃、过量空气系数0～0．8的范围内，对木料进行了系统的热解气化试验，分析了反应产物特性及其产量变化规律。结果表明，热解温度5000℃，热解油产量最大，可占原料质量的38％，热解气产量随温度增加而增大；气化温度600℃、过量空气系数0．4时，气化效率最高，达到73％，此时每标准立方米气化气热值为5800kJ，气化气产率为2．01m^3／kg；并进行相关的反应特性及机理分析。     

温度和压力对加压喷动流化床煤部分气化的影响

在热输入0.1MW的加压喷动流化床煤部分气化炉上以空气和水蒸气为气化剂,进行徐州烟煤的加压部分气化试验。考察了气化温度、压力等因素对煤气成分、煤气热值、干煤气产气率、碳转化率等指标的影响。气化温度是通过调整空气系数来实现的。试验结果表明:气化温度对煤气化过程影响显著,气化温度升高,煤气热值先增大后减小,产气率增加,碳转化率提高。而增大压力,床内气体速度变慢,延长了气化剂在床内的停留时间,另外压力增加改善了床内的流化质量,从而提高了气化效率,改善了煤气质量。     

生物质流态化催化气化技术工程化研究

在研究开发的内循环锥形流态化气化炉内。对稻草、麦草等软秸秆物料粉碎后，或者直接使用木屑等细粉状原料，进行了热解气化和催化气化的工程化应用试验研究。研究结果表明：气化反应在600—820℃的一个较宽温度范围内，均能稳定连续运行。麦草原料气化所产生的煤气热值比稻草和稻壳都高，其热值可达7716kJ／m^3。木屑气化所产生煤气热值最高则达9064kJ／m^3，远远高于一般生物质气化煤气。对流化床气化来讲，即使在非催化气化条件下，其气化产生的煤气热值比采用下吸式气化炉产生的煤气热值提高40%左右，并且气化温度较固定床(上吸式、下吸式)气化炉低。同时进行的催化气化试验发现，催化剂CaO能明显提高煤气热值、降低CO组分，Na2CO3催化气化能提高气体H2的含量。在800℃试验时，添加催化剂能明显提高气体的热值。     

垃圾循环流化床低温气化试验研究及模拟

在一台自行研制的循环流化床气化炉上进行了模拟城市生活垃圾低温气化试验.结果表明,随气化温度升高,气化气体低位热值明显增高,可燃组分含量也随之增大,尤其是当气化温度从500℃升高到600℃时,气化气体中CO、H2和CH4含量显著增加;随着过量空气系数的增大,气化气体中可燃组分含量和气化气体低位热值均减小;垃圾中适当保持一定水分含量有利于提高其气化气体中可燃组分含苗和气化气体低位热值.同时采用ASPENPLUS软件建立了垃圾流化床气化模型,通过改变气化温度、过量空气系数和垃圾全水分含量进行模拟计算,结果显示,各工况下生成气化气体低位热值的模拟值和试验值符合较好,证明该模型可用于城市生活垃圾气化特性的预涮和分析.     

2MW加压喷动流化床煤部分气化特性的研究

在热输入2MW的中试规模加压喷动流化床部分气化试验装置上，采用徐州煤烟进行了连续12h的加压部分气化试验研究，研究了在深床条件下煤部分气化特性，以及汽煤比的变化对部分气化的影响。研究结果表明：在合适的喷动风和流化风配比下，可实现深床气化，使气化反应基本达到化学平衡；在其它条件不变的前提下，汽煤比增加，气化炉温度下降，煤气中H2含量有较大幅度的提高，煤气热值也有所增加。文章的最后将试验的主要指标与国内外类似规模装置上获得的数据进行了比较。图6表5参10     

串行流化床生物质气化制氢试验研究

基于串行流化床生物质气化技术,以水蒸气为气化剂,在串行流化床试验装置上进行生物质气化制氢的试验研究,考察了气化反应器温度、水蒸气/生物质比率(S/B)对气化气成分、烟气成分和氢产率的影响。结果表明:在燃烧反应器内燃烧烟气不会串混至气化反应器,该气化技术能够稳定连续地从气化反应器获得不含N_2的富氢燃气,氢浓度最高可达71.5%;气化反应器温度是影响制氢过程的重要因素,随着温度的升高,气化气中H_2浓度不断降低,CO浓度显著上升,氢产率有所提高;S/B对气化气成分影响较小,随着S/B的增加,氢产率先升高而后降低,S/B的最优值为1.4。最高氢产率(60.3g H_2/kg biomass)是在气化反应器温度为920℃,S/B为1.4的条件下获得的。     

生物质在流化床中的气化实验

笔者在意大利Ａｑｕｉｌａ 大学同该校Ｒａｐａｇｎａ 副教授和伊朗博士生Ｊａｎｄ Ｎａｄｅｒ 以中国某木材加工厂的加工剩余物木屑为原料,用小型流化床进行了空气气化实验。反应温度控制在８００ ℃,气化效率可达７０ ％ ,气化气热值在６ ～１２ ＭＪ／Ｎｍ ３ 。随着空气供给量的增加,气化气热值降低而产气率增加。     

基于Gibbs自由能最小化原理模拟生物质流化床气化

基于能质平衡和吉布斯(Gibbs)自由能最小化原理,选择松木屑和麦秆两种生物质,利用化工商业化软件ASPEN PLUS模拟生物质流化床气化过程,并结合试验数据验证模拟结果的准确性。在此基础上考察了高温、原料含水率大范围变化等试验中较难实现的操作对气化的影响。模拟结果表明,搭建的气化模型能较好地模拟生物质气化过程,对生物质气化试验与工程放大具有一定的参考价值。     

玉米秸秆循环流化床热解气化试验

采用循环流化床气化中试装置对玉米秸秆进行了气化试验,分别在常温空气与250℃预热空气条件下,研究了空气当量比（ER）和原料含水率对气化特性的影响规律。结果表明：随着ER的增大,循环流化床气化炉内的反应温度升高,气化燃气中的CO₂含量增加,焦油与CO含量及燃气热值降低,气化效率随ER的增大呈先增大后减小的趋势;随着气化原料含水率的增加,循环流化床气化炉内的平均温度下降,燃气中的CO₂与H₂及焦油含量逐渐升高,CO含量下降,CH₄与C_nH_m含量均为先增加后减少。与常温空气工况相比,预热空气工况下的燃气热值与气化效率均有一定程度的提高。采用预热空气为气化介质,提高气化剂温度,可显著促进玉米秸秆的气化反应,提升气化效率。     

空气鼓风流化床煤部分气化炉煤气成分与热值试验

在内径100mm，高4．2m的常压流化床气化炉试验装置上进行试验，考察了气化炉温度，空煤比，汽煤比等影响因素对煤气成分和热值的影响，并对其气化机理进行了分析。结果表明，流化床煤部分气化炉内存在较佳气化温度，汽煤比和空煤比区域。图7表3参4     

中心提升管内循环流化床颗粒循环流率预测研究

中心提升管内循环流化床生物质气化装置的关键是合理控制物料循环量.自行设计并搭建了中心提升管内循环流化床冷态试验台,在小型试验台上就运行参数对颗粒循环流率的影响进行了试验.试验结果表明:颗粒循环流率随着提升管风速或鼓泡床风速的增加而增加,并且当提升管风速或鼓泡床风速分别增加到一定程度时,颗粒循环流率增加趋于缓慢.在试验基...     

喷动流化床煤气化试验研究

以空气和水蒸汽为气化剂，在一内径为60mm的V型布风板喷动流化床工业煤气炉内对动力烟煤的气化进行了系统的试验研究，考察了V型布风板床料的流化特性，研究了操作参数对气化过程的影响，测量了煤气成分沿床高和径向的变化，分析了影响煤气成分和热值的有关因素，提出了合理的运行条件和参数，研究结果对工业装置的放大设计，改造现有燃烧设备并降低对环境的污污具有指导意义。     

温度对中试规模的喷动流化床煤部分气化行为的影响

在构建的热输入2MW的中试规模加压喷动流化床部分气化试验装置上,对徐州烟煤的加压部分气化行为进行了研究.重点考察了气化温度对煤气成分、煤气热值、碳转化率和煤气产率等气化指标的影响.研究结果表明,煤气各组分的浓度,特别是甲烷浓度对气化温度非常敏感,碳转化率和煤气产率随温度的升高而增加,在试验的温度区间内,温度对煤气热值影响不大.部分气化炉所产生的煤气和半焦的热值均满足第二代增压流化床联合循环发电系统的要求.     

中药渣循环流化床热解气化试验

对含水率为20%的六味地黄丸药渣进行气化试验研究,采用空气预热装置将气化剂空气由常温加热为约200℃的热空气,研究了在两种不同温度的气化剂条件下,空气当量比ER对气化特性的影响,并讨论了水蒸气配比S/B对气化特性的影响。结果表明:随着空气当量比的增加,循环流化床炉内气化温度逐渐升高,燃气热值和燃气中焦油含量均逐渐降低,气化效率则先增大后减小。当气化剂为常温冷空气时,理想空气当量比为0.26~0.30,燃气热值为4 400~5 000 kJ/m3,气化效率为67%~70%;气化剂为200℃热空气时,理想空气当量比为0.24~0.29,燃气热值为4 700~5 700 kJ/m3,气化效率为73%~75%;随着水蒸气配比的增加,炉内温度逐渐降低,焦油含量逐渐升高,燃气热值先增加后减小,当S/B为0.4时,燃气热值可达6 100 kJ/m3。研究结果可为中药渣的资源化处理与利用提供参考。     

竹材流化床气化试验研究

利用自制的小型流化床气化炉,在400～700℃、过量空气系数0.2～0.8的范围内对竹材进行了气化试验研究。当气化温度为700℃、过量空气系数为0.2时,气化气热值最高,达到7200 kJ/Nm3左右;当气化温度为700℃、过量空气系数为0.4时,气化效率最高,达到60%左右;气化气产率与过量空气系数呈线性正相关,几乎与反应温度无关;当过量空气系数达到0.6以上、反应温度达到500℃以上时,碳转化率可达到85%以上。     

生物质气化影响因素分析

阐述了生物质定义、特点及生物质气化原理，综述了生物质在流化床气化中，气化剂、原料粒径、温度、压力、原料前处理等操作条件对生物质气化产品组成的影响，讨论了煤与生物质共气化的协同作用，指出了生物质流化床气化的技术关键。     

典型生物质流化床气化中试试验研究

在中试规模流化床上研究稻壳与木屑、空气当量比ER及气化温度(650-800℃)对气化特性的影响。结果表明:木屑、稻壳在ER为0.2左右时达到最佳气化工况,热值分别为5.39 MJ/m~3、6.04 MJ/m~3,气化效率分别为46.15%、51.91%;随着ER的增大,气化炉温度呈现先增加后减小趋势,过高或过低的ER都不利于生物质气化反应;随着温度的增加,合成气可燃组分增加,CO_2组分减小,气体热值、气化效率上升。     

生物质气化技术研究现状及发展前景

讨论了生物质气化技术的基本原理和基本过程，阐述了生物质气化反应器（气化炉）及生物质气化的技术关键，指出了气化技术在我国广阔的发展前景。