生物质气化(干馏)过程的物料衡算分析

生物质干馏气化是将秸秆、薪柴等农林剩余物在一定的热力学条件下转化为可燃气、固体炭、液体产物(木醋液和木焦油)的过程.该反应过程受原料特性、反应温度等诸多因素影响,同时各产物间有不同程度的转换.文章结合北京联合创业建设工程有限公司建设的多个工程实例,以实际生产数据为基础,对生物质干馏气化过程进行物料衡算,运用spas对生产数据进行分析处理,并与理论计算数据进行比较,以期为生物质干馏气化技术的实际应用提供可靠的理论依据.     

生物质蒸汽气化模拟研究

利用化学热力学软件(GasEQ)模拟了生物质蒸汽气化过程中温度、水蒸气与物料质量比(S/M)以及CO2浓度对H2,CH4和CO的影响;研究了冷合成气低位热值(LHV)和气化能量转化效率(q)随各参数变化的规律,并且考虑了外部能量的消耗。模拟研究得到:随着温度的升高,合成气的LHV总体表现出降低,并且q先增加后微弱下降,认为存在一个最优的气化温度(800⁹00℃);高S/M有利于H2的生成,提高H2的体积浓度,但水蒸气的增加,降低了LHV值,并且q先增加后减少,因为水蒸气会消耗大量外部能量,存在一个最经济的气化S/M;随着反应气中CO2浓度的升高,促进了生物质气化,并使CO浓度升高和H2浓度降低。     

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。     

生物质中热值气化技术中试实验

利用浙江大学热能工程研究所开发的一种新型生物质热解气化中试实验台研究了稻秆热解过程。通过对热解气组分和热值等的分析，研究热解温度、抽气方式等因素对热解气和热解过程的影响。针对目前有关稻秆热解气中焦油的研究数据较少的情况，实验中采用白云石为催化剂，在固定床反应器上对热解气中焦油的催化裂解进行了研究，焦油缩减效率可达80—90％，并提高了热解气品质。     

生物质气化发电技术讲座(5)生物质燃气发电技术

生物质燃气的特点是热值低(4～6MJ/m3)、杂质含量高,所以生物质燃气发电技术虽然与天然气发电技术、煤气发电技术的原理一样,但它有更多的独特性,对发电设备的要求与其他燃气发电设备也有较大的差别。1低热值燃气内燃机发电技术气体内燃机是常用的燃气发电设备之一,燃气内燃机都要求有强制点火系统,点火系统的设计必须根据燃气燃烧速度等进行调整。燃气内燃机的有效热效率ηe和有效燃气消耗率ge是衡量发动机经济性能的重要指标。在内燃机中各性能参数存在下面的关系:Ne=k1MbQηege=Mb/Ne=k2/ηeQNi=Ne+Nmηe=ηmηi式中:Ne,Ni,Nm——…     

生物质气化发电技术讲座(3)生物质焦油裂解技术

1生物质焦油的特性生物质气化的目标是得到尽可能多的可燃气体产物。但在气化过程中,焦炭和焦油都是不可避免的副产物。焦油在高温时呈气态,与可燃气体完全混合,而在低温(一般低于200℃)时凝结为液态。对于燃气需要降温利用的情况(如燃气用于内燃机发电时),焦油的分离问题显得尤为重要。焦油的存在对生物质气化及其利用会产生不利的影响。首先它降低了气化炉气化效率,气化气中焦油产物的能量一般占总能量的5%～15%,这部分能量在低温时难以与可燃气体一道被利用,大部分被浪费;其次焦油在低温时凝结为液态,容易和水、焦炭等结合在一起,堵塞输…     

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。     

生物质加压气化技术的研究与应用现状

生物质气化气可以替代化石燃料用于发电、供热和用于生产合成反应的化工原料,解决日益严重的能源短缺和环境污染等问题.加压气化具有生产能力大、效率高,可降低单位投资成本,减少焦油的产生,有利于后续发电及合成工艺等诸多优点.文章介绍了压力对气化的影响,加压气化存在的主要问题,加压在生物质和劣质煤等联合气化、定向气化制备合成气、IGCC上应用的研究和应用现状.     

生物质气化发电技术讲座(2)生物质气化工艺的设计与选用

生物质的气化有各种各样的工艺过程。从理论上讲,任何一种气化工艺都可以构成生物质气化发电系统。但从气化发电的质量和经济性出发,生物质气化发电要求达到发电频率稳定、发电负荷连续可调两个基本要求,所以对气化设备而言,它必须保证燃气质量稳定、燃气产量可调,而且必须连续运行。在这些前提下,气化能量转换效率的高低就是影响气化发电系统运行成本的关键。气化形式选定以后,从系统匹配的角度考虑,气化设备应满足以下要求:从实际应用上考虑,固定床气化炉比较适合于小型、间歇性运行的气化发电系统,它的最大优点是原料不用预处理,而且设备…     

成型生物质流化床气化及结渣影响因素研究

为提高生物质气化产物的品质,采用成型桉树皮和成型玉米秸秆2种典型农林废弃物,并选取稻壳和木屑作为对比,在中试规模的流化床实验台上进行气化实验,得到成型桉树皮、成型玉米秸秆、稻壳和木屑的最佳空气当量系数,分析了成型生物质在气化中出现结渣现象的原因。结果表明：在实验条件下,成型桉树皮、稻壳和木屑的最佳空气当量系数为0.20,其燃气热值分别为5.5 MJ/m³、5.5 MJ/m³、6 MJ/m³,气化效率分别为60%、45%、52%;成型玉米秸秆由于其高灰分、低热值,所需空气量更大,最佳空气当量系数为0.24,燃气热值为4 MJ/m³,气化效率为35%;气化温度提高可促进不同生物质的气化反应,碱金属、碱土金属含量较多的成型生物质在气化过程中更易结渣。     

生物质气化的应用与研究

生物质能是一种重要的可再生能源,利用生物质气化技术能实现CO2的减排,节约常规能源,符合可持续发展的要求.文章介绍了自1664年Thomas shirly进行气化试验以来,历经几百年的发展,生物质气化工艺和相关气化装置已经取得了巨大的进步;阐述了近几十年来我国在生物质气化领域的发展历程和取得的研究成果;对生物质的气化机理、气化装置结构,生物质气化技术的推广与应用、开发前景与经济效益进行了探讨.     

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。     

生物质气化发电技术讲座(6)小型生物质气化发电系统应用实例分析

小型生物质气化发电系统一般指采用固定气化设备,发电规模在200kW以下的气化发电系统。小型生物质气化发电系统主要集中在发展中国家,特别是非洲、印度和中国等东南亚国家。虽然美国、欧洲等发达国家小型生物质气化发电技术非常成熟,但由于在发达国家中生物质能源相对较贵,而常规能源供应系统又很完善,所以对劳动强度大,使用不方便的小型生物质气化发电技术应用非常少,只有少数供研究用的实验装置。1小型气化发电系统的技术性能中国有着良好的生物质气化发电基础,我国早在20世纪60年代初就开展该方面工作,研究了样机并做了初步推广,还曾出…     

生物质气化副产物(焦油)的能源特性实验研究

该文主要对农村生物质气化副产物（焦油）的馏程，发热量，粘度，闪点，燃点，碳氢元素含量等能源特性进行了实验研究，并根据实验结果探讨了焦油能源化利用途径，为开发出高效，适用的生物质气化系统的焦油综合利用技术提供重要的科学参考依据。     

生物质热分解技术比较研究

生物质热分解转换技术以其转换速度快、产品能量密度高、燃烧清洁、适合大规模商品化生产开发等特点而成为各国科研机构研究的重点。文章从原料供应要求、工艺技术特点、产品性质和用途、经济性及未来发展潜力等几方面对生物质干馏炭化、气化和快速裂解液化3种热分解技术进行了比较研究。结果表明，生物质炭化、气化技术发展前景明朗，值得大力发展，而生物质裂解液化技术因为要解决的问题还很多，其未来前景仍有待观察。     

生物质气化发电技术讲座(4)生物质燃气净化技术

生物质气化燃气含有各种各样的杂质,杂质的主要成分列在表1中。各种杂质的含量与原料特性、气化炉的形式关系很大。燃气净化的目标就是要根据气化工艺的特点,设计合理有效的杂质去除工艺,保证后部气化发电设备不会因杂质的存在而导致其磨损腐蚀和污染等问题。(1)燃气高温过滤生物质气化燃气含有大量的微小的焦炭颗粒和灰,由于焦炭的密度和直径都很小,一般旋风分离器难以去除,即使用非常高效的旋风分离器,燃气中的颗粒含量也很难降到5～30g/m3。在这种情况下,比较好的净化方法是过滤。由于焦油在表1燃气中各种杂质的特性杂质种类典型成分可能…     

生物质气化催化剂的研究现状

在生物质气化过程中,由于焦油的产生以及生成的小分子可燃气体较少的特点,影响了生物质气化技术的进一步推广和应用。使用催化剂是一种可以提高小分子可燃气体品位、提高生物质利用效率、减少焦油产生的经济可行的办法。文中叙述了生物质气化催化剂的研究概况,并着重介绍了各种催化剂使用的效果。     

生物质气化技术综合实验台的设计与探索

介绍生物质气化技术综合实验台的工艺设计方案,气化产气系统、数据采集系统的设计和测试;根据测试和计算结果分析,生物质气化综合实验台的设计是合理的,能满足教学和科研工作的实验室要求.