恒温下煤与生物质混燃过程中NO_2释放特性

利用恒温燃烧污染物在线监测系统,研究生物质掺混比、生物质种类、温度、反应气氛等因素对煤混燃生物质时NO_2释放规律的影响。结果表明:增大秸秆掺混比例,使NO_2瞬时释放峰值、释放总量增大,转化率提高。改变混燃生物质种类时,随着生物质中Fe_2O_3、CaO等矿物质含量的减小,NO_2释放总量、转化率增大。升高温度能加快NO_2生成速率,同时提高NO_2还原速率,但在800℃以上的高温下,后者增加程度高于前者,造成NO_2释放总量及转化率先增大后减小。O_2/N_2气氛下,提高O_2浓度能增大NO_2转化率与释放总量,而O_2/CO_2气氛下由于焦炭气化反应及还原作用的影响,提高O_2浓度会造成相反的趋势。     

双流化床生物质气化及CO2捕获的模拟

用Aspen Plus建立了双流化床气化和燃烧模型,对生物质在双流化床中气化及CaO吸收合成气中的CO2过程进行了模拟研究;探讨不同反应条件:气化温度、蒸汽与生物质的质量配比(S/B)以及CaO循环量与生物质的质量配比(Ca/B)对合成气成分的影响,为该类型工业反应器的研发提供了理论依据.模拟分析结果表明:气化温度低于700℃时,CaO能很好地吸收气化过程中产生的CO2并促进平衡反应向产氢方向进行;在温度为650℃及CaO作用下,S/B在0.6～1.7内对合成气成分的影响不大;CaO的加入能够有效地改善合成气的组成,合成气中氢气浓度能达到95％以上,氢气产量达到52 mol/kg.     

CO2/N2气氛下煤粉热解气化特性研究及动力学分析

采用热重分析仪在CO_2/N_2气氛下对煤粉进行了非等温热解气化实验研究,分析了程序升温速率和CO2浓度对煤粉热解、气化特性的影响,并采用Coats-Redfern法、FWO法和KAS法对煤粉热解、气化过程进行了动力学分析。实验结果表明:在CO_2/N_2气氛下,随着程序升温速率的升高,热解和气化反应速率均增大,表观活化能均减小。在CO_2/N_2气氛下,CO2不会影响煤粉的热解过程,而对气化过程有决定性影响,CO2浓度越高,气化反应速率越大,表观活化能越大。在CO_2/N_2气氛中煤粉气化反应的表观活化能E和表观指前因子A之间具有动力学补偿效应。在相同气氛下,煤粉气化反应的表观活化能随转化率的增大而减小。     

流化床内CaO循环碳酸盐化／煅烧实验研究

以石灰石为吸收剂在流化床反应器内对CaO循环吸收C0:以及循环煅烧特性进行了实验研究.结果表明:当吸收温度为650℃时,在稳定吸收阶段,反应器出口气体中C0:体积分数不超过3%,表明CaO吸收剂在流化床内能有效吸收CO2.随循环反应次数的增加,CaO吸收剂循环反应活性下降,使得稳定吸收CO2阶段所持续的时间随循环次数的增加而减少.CaO吸收剂比表面积和孔隙率随循环反应次数的增加而减少,因此会导致CaO转化率随循环次数的增加而快速降低.     

CaO对松木锯末水蒸气气化过程的影响

采用CaO在生物质气化过程中通过吸收CO2促进产氢的方法,对生物质松木锯末进行水蒸气气化实验研究。分析了CaO、水蒸气、温度和停留时间对产气组分的影响。实验结果表明:添加CaO能显著提高产氢量。当Ca/B0.5时,产氢量随着Ca/B的增加而显著增加,当Ca/B0.5后,产氢量略微下降。添加CaO后促进了水煤气反应的进行。当温度高于800℃时,添加CaO后,生物质气化挥发分释放阶段与半焦气化阶段出现了重叠,半焦气化反应提前发生。随着温度和停留时间的延长,H2浓度逐渐升高,且在较长时间内维持在较高的浓度。     

生物质半焦气化反应动力学参数研究

为了得到升温速率对生物质半焦气化反应的影响。利用热重分析仪对玉米秸秆半焦和松木半焦在不同的升温速率(10、20、40、50℃/min)条件下的反应进行研究,得到这两种半焦TG曲线和DTG曲线,曲线表明反应速率会随着升温速率增大而加快。采用未反应收缩核模型得到反应机理函数,分析计算动力学参数。分析发现,随着升温速率的增大,生物质焦发生CO2气化反应的活化能也增加,同时指前因子也随之增大。     

CaO循环吸收CO2的实验研究

对CaO与CO2的循环反应特性进行实验研究,分析了影响CaO转化率的因素及CaO转化率随循环次数的变化趋势,实验结果表明：CaO转化率随温度和CO2体积分数的增加而增加,颗粒粒径对其影响较大;CaO转化率随循环次数的增加而降低,在循环次数达到一定值后,CaO转化率降低到某一值后不再发生较大的变化,在不同温度下,CaO转化率随循环次数的增加而降低的趋势有所不同。     

锡林浩特褐煤气化特性研究

利用同步热分析仪研究了制焦温度、气化温度以及升温速率等因素对煤焦气化特性的影响。研究结果表明:随着制焦温度的升高,煤焦的气化失重量减少,气化反应的时间延长,气化反应性略有降低。随着气化温度的提高,锡林浩特褐煤煤焦在相同时间内的碳转化率增加,煤焦的气化时间缩短,气化温度对煤焦的气化反应性有较大的影响。随着升温速率的增大,TG曲线、DTG曲线均向高温侧偏移。升温速率越大,相同温度时煤焦的碳转化率越低,气化反应速率达到峰值对应的气化温度随升温速率的增大而升高。随着升温速率的增大,煤焦气化反应活性变好,气化反应进行的更加剧烈。     

CaO与CO2循环反应动力学特性

为分析CaO与CO2循环反应过程动力学参数的变化规律,利用缩核模型对CaO与CO2的循环反应特性进行了研究.结果表明:CaO与CO2的化学反应速率常数在590~743℃为一常数;化学反应速率常数和产物层扩散系数随循环次数的增加而降低,温度对二者的降低规律有一定的影响;由产物层扩散阶段所引起的活性降低主要发生在前几次循环内,化学反应动力学控制阶段的活性降低是引起CaO整体转化率降低的主要因素.     

城市生活垃圾气化产气特性实验研究

在氮气、空气和富氧三种气氛条件下对城市生活垃圾气化过程进行实验研究,考察了温度、升温速率及反应气氛对城市生活垃圾气化的影响。总结出了城市生活垃圾气化过程中产生的CO,H2,CH4,CO2四种主要气体产物的体积分数在250～950℃的变化规律。氮气气氛下,在250～500℃的低温区段,CO气体的体积分数随升温速率的升高而降低;在500～950℃的高温区段,CO气体的体积分数随升温速率的升高而增加。H2在500℃之后才开始产生,其体积分数在500～950℃随升温速率的升高而增加。CO,H2,CH4三种气体在各个温度点处的体积分数都随气氛中氧气体积分数的增加而降低,而CO2气体在各个温度点处的体积分数则随气氛中氧气体积分数的增加而升高。