流化床生物质气化动力学模型建立

在生物质气化建模中有两种模型研究方法,一种是热力学模型,一种是动力学模型。动力学模型以反应动力学为基础,能真实地反映气化炉内的气化过程,并且对最终生物质气化气成分的预测较为准确,从而能够保证找到一组最佳气化条件(气化温度、气化剂当量比等),使得生物质气化过程达到最优。本文借鉴煤气化动力学建模的启发,在综合考虑平衡模型和动力学模型优点之上,探讨了一种包括热分解、气化以及可能存在的二次反应三个过程在内的整体生物质气化动力学建模方法。     

生物质流化床催化气化制氢系统分析与研究

生物质热化学转化制氢在技术经济性上有优势,但产品气焦油含量高、氢浓度低且产率有待提高.在先前的制氢研究基础上,进行了理论分析和试验系统设计优化,提出了生物质流化床-固定床二级催化制氢技术方案,着重介绍了自动数据采集系统、送料系统、气化介质送入方式以及催化剂的添加方式,给出了循环流化床气化炉的流体特性试验数据并分析了制氢过程的关键影响因素,为制氢热态试验的开展与生物质热化学制氢理论的建立提供指导.     

生物质高温气流床分级气化特性

为了满足生物质间接液化中对合成气组成的要求,特别是H2与CO体积比要达到1.0~2.0,采用生物质低温热解炉结合高温气流床的生物质分级气化系统,研究气流床分级气化方式对生物质气化合成气的影响.针对温度、一次气化时间等因素,研究合成气组分、H2与CO体积比、碳转化率、气化效率以及焦油质量浓度等方面的变化情况.结果表明,生物质分级气化和温度的升高均能够提高H2与CO体积比.生物质分级气化系统的最佳工况是一次气化时间为0.6s,当气化温度为1 100℃时,此时气化效果最好,气化效率达到75%,H2与CO体积比可达1.22,碳转化率达到96.3%.分级气化合成气中焦油质量浓度比传统气化明显减少,从5.46g/m3降低到了50mg/m3.     

生物质气流床气化特性及残炭特性的研究

为了考查反应温度及氧气和生物质质量比对生物质煤气组分、碳转化率、气化产物分布以及残炭特性的影响，利用一套小型生物质气流床气化系统进行了木屑的气化试验.结果显示，随着反应温度升高，H2的体积分数显著增加，而CO2的体积分数则明显减少，其中高温段(1 000～1 400 ℃)H2和CO合成气总体积分数达到了80％以上；CH4体积分数则随着反应温度的升高先增加后减少，到1 400 ℃时，可忽略不计；1 400 ℃时，液体产物的质量分数只占到总产物的8％～10％，说明高温气化焦油量很少；随着反应温度升高，碳转化率随之迅速升高，到1 400 ℃时达到95％，其中600～800 ℃是木屑碳转化率升高最快的阶段；木屑的煤气产率也随温度升高而增高，到1 400 ℃时，煤气产率最高达到91％     

生物质流化床流化特性试验研究与数值模拟

为了研究生物质气化过程中流化床物料的流化状态,搭建了生物质流化床试验系统。以空气为流化介质,对石英砂进行流化试验,并在考虑物料颗粒间碰撞的基础上,基于DEM(discrete element method)模型对流化床床层区域空间内颗粒流动特性进行数值模拟。结果表明:当床层物料堆积密度、温度一定时,对应颗粒直径分别为0.56,0.35,0.18 mm的石英砂临界流化风速分别为0.017,0.065,0.170 m/s,物料粒径越小,达到流化状态所需要的流化风速也越小;数值模拟结果与试验结果相比,平均误差为23.1%,临界风速的预测与试验结果基本一致,这表明计算模型对于鼓泡状的两相流动状态有较好的预测效果。     

稻壳流化床气化实验研究

在小型流化床气化实验台上,利用空气作为气化剂,对稻壳进行了气化实验研究,利用臭氏分析仪和气相色谱对气化气成分进行分析。考察了不同气化温度、不同空气当量比对气体成分,产气率和气化效率的影响。结果表明,稻壳气化气中含有CO,N_2,H_2,CH_4,CO_2,C_(?)H_x等气体,升高气化温度会使产物气体的热值与气化效率增加,然而空气当量比增加导致产物气体的热值与气化效率降低。     

基于ASPEN PLUS的生物质气化模拟与分析

基于ASPENPLUS软件,对生物质气化过程进行模拟和分析.运用吉布斯自由能最小化原理,结合RGibbs模块和RYield模块,构建了生物质气化模型.运用该模型对稻壳在流化床中的气化过程进行模拟,发现模拟结果与实验结果基本吻合.模拟分析了不同气化温度和空气当量比对气化结果的影响.结果表明:研究范围内的气化温度对产气率影响不大;随着空气当量比的增大,气化温度增加,热值减小,产气总量增加.     

生物质型煤燃烧特性研究

利用TG-DTG热分析技术对煤、生物质以及生物质型煤的燃烧过程进行分析,研究了不同生物质及添加比例对型煤燃烧特性的影响.结果表明：生物质燃烧的DTG曲线有2个明显的失重峰,第1个失重峰是挥发分燃烧峰,第2个失重峰是固定碳燃烧峰;生物质型煤燃烧过程是生物质和煤燃烧过程的综合,也显示双峰特征,且生物质可以改善型煤的燃烧特性,随着生物质添加量增加,其型煤的着火温度、燃尽温度随之降低,着火特性指数、综合燃烧特性指数随之提高,从而改善型煤的燃烧性能.     

基于GA-ANFIS的生物质气化过程研究

本文提出了一种基于遗传算法和模糊神经网络的生物质气化过程研究的新方法。该方法采用竹子气化数据建立GA-ANFIS模型,并验证该模型方法在生物质气化过程建模中的适用性。结果表明:提出的GA-ANFIS模型预测方法精度较高,效果也比较理想,是一种可行有效的建模方法。     

垃圾气化模拟研究

建立了一个垃圾气化的逆流床反应器数学模型,并用该模型对逆流垃圾气化过程进行了模拟研究.在一定工作条件下模拟得到了一些对逆流床垃圾处理器发展有意义的结论.     

气流床煤粉气化过程有害微量元素迁移转化的模拟研究

利用Factsage软件、基于Gibbs自由能最小化原则,以干河煤气流床气化试验数据为依据,通过解耦气化反应历程、引入碳转化率修正系数,研究建立小型气流床煤粉气化炉模型,用于模拟研究气流床气化过程煤中有害微量元素Hg,F,Be,U的赋存形态及迁移规律,探讨微量元素在气流床气化过程中可能的释放历程.结果表明:经过碳转化率修正的气化炉模型模拟结果与试验数据吻合较好;还原性气氛下,干河煤中Hg(g)为Hg的主要存在形态,F,Be主要以HF(g)以及Be(OH)_2(g)赋存,U主要以UO_2(s)形式存在;干河煤中Hg属于易挥发性元素,其迁移主要取决于元素及其化合物本身的物理性质,受原煤中的赋存状态影响较小;F,Be属于较易挥发性元素,其迁移不仅与元素在煤中赋存状态有关,同时受气化温度、气化气氛的影响.温度的升高有利于F,Be的析出,还原气氛促进了相应氢化物的生成;U属于难挥发性元素,受其在原煤中的赋存状态影响最为显著.     

油页岩循环流化床炉膛内燃烧过程数值模拟

针对1 MWTH循环流化床锅炉试验台设计,采用计算流体力学软件FLUENT6.3,对炉膛内流动、传热及燃烧进行数值模拟,对设计工况性能进行预测.结果表明:油页岩颗粒运动符合循环流化床锅炉"环一核"运动;油页岩颗粒在床层内不能燃尽,大部分挥发分在稀相区内燃烧,所以设计燃用油页岩循环流化床锅炉时,应适当增加炉膛高度并相应多布置些受热面.     

生物质等离子体气化合成二级平台化合物研究

在电容耦合和介质阻挡放电等离子体提供的高温、高能量的反应环境中,进行生物质气化合成的研究.生物质可以代替化石资源制备饱和与不饱和烃类、含氧有机化合物等,采用等离子体技术,避免在气化中焦油的生成,分析平台化合物合成的影响因素,得出气化过程中的产物组成与介质阻挡放电中的等离子体参数.     

基于Aspen plus的污泥循环流化床高温氧气气化模拟分析

基于Aspen plus软件建立了循环流化床污泥高温氧气气化模型,研究了气化温度、O₂当量比、O₂浓度及污泥含水率等因素对气化产物组分的影响。结果表明：O₂当量比为0.05时,可燃组分含量最多,继续增加当量比会使可燃组分逐渐下降;随着温度升高,可燃组分逐渐增多,当温度达到850℃时,产物组分几乎不再变化;随着污泥含水率的增加,CO的体积分数逐渐下降,气化气热值降低;当O₂浓度从55%增至98%时,可燃组分逐渐增大,气化气热值逐渐增大。     

中国生物质气化技术的研究和发展现状

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c02的归零排放，节约常规能源，符合可持续发展的要求．介绍了生物质气化的工艺特点和相关气化装置，阐述了生物质气化领域的重点研究方向，分析了我国生物质气化技术的商业化现状并提出了参考建议．     

风力与生物质气化互补发电容量配比研究

研究风力和生物质气化互补发电结构,并对此系统的容量配比进行了研究。以1．4MW的生物质气化发电机组对3MW的风电场进行补偿,以抑制风电输出功率的波动。首先对风电场的来流风速进行预测,然后得到基于风力预测的风电场的输出与分布。根据风电场输出功率,设计了互补中生物质气化发电机组的方案。根据互补系统运行规则,计算了互补系统的整体特性,并设计出了风力发电与生物质气化发电较合适的容量配比方案。     

中国生物质气化技术的研究和发展现状

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的归零排放,节约常规能源,符合可持续发展的要求.介绍了生物质气化的工艺特点和相关气化装置, 阐述了生物质气化领域的重点研究方向,分析了我国生物质气化技术的商业化现状并提出了参考建议.     

微型流化床中煤焦水蒸气气化反应动力学研究

利用微型流化床反应分析仪研究最小化扩散影响条件下的半焦与水蒸气等温气化反应特性及动力学.在实验温度为750~1 100℃内,缩核模型能很好地描述半焦的气化行为,但低温段(750~950℃)和高温段(950~1 100℃)具有明显不同的反应速率-转化率曲线形状和动力学数据.前者受反应控制,其反应速率在初始反应段有最大值,活化能为172 kJ/mol;后者受反应和扩散共同控制,反应速率在转化率为0.15时达最大值,活化能为82 kJ/mol.实验还考察了水蒸气分压对气化反应的影响,并通过n级速率方程求取水蒸气分压的平均反应级数为0.28.在此基础上,进一步得到低温区和高温区的气化反应速率方程.     

三相流化床处理煤加压气化废水的研究

本研究以活性炭为载体,用三相生物流化床处理煤加压气化废水.实验结果表明,在水力停留时间10小时和COD 进水在1636～2389mg/l 条件下,COD 去除率可达80%～90%;酚平均去除99.87%,油平均去除95.3%.