流化床生物质气化实验研究

用φ５０ｍｍ流化床反应器,以木屑为物料,以水为气化剂,以硅砂作流化介质进行生物质气化工艺实验研究。在８００℃得到热值为１７．１３ＭＪ／ｍ＾３的产品气,此时产气率为１．０７ｍ＾３／ｋｇ。对实验结果进行了物料平衡和热平衡计算,得出木屑的裂解热为８１２．５ＫＪ／ｋｇ（干基）。     

双循环流化床生物质解耦气化实验

对两种常见的生物质（玉米秸秆和稻壳）进行了能量平衡分析和计算,结果表明其中固定碳的燃烧足以维持挥发份热解所需能量。通过冷态实验得到了双床系统的循环和压力分布情况,证明可以通过该装置实现循环灰的传递并避免了燃烧炉和气化炉气体的掺混。生物质颗粒料的热态气化实验表明,可以由冷态平稳切换到气化工况并实现稳定运行,气化产生热值可以达到     

生物质流化床气化过程的试验研究及示范

在流化床生物质气化炉内，采用空气作气化剂，对7种农林废弃物进行了气化实验研究，燃气成分中，CO含量在14%-17%之间，H2含量一般低于10%，甲烷含量为5%-20%，燃气热值为5300-6500KJ/m^3，气化效率72.6%。     

生物质鼓泡流化床和循环流化床气化对比试验

在内径为φ0.2 m、高6 m的流化床装置上,利用两种不同粒径的石英砂,分别进行了高速鼓泡流化床(BFB)和循环流化床(CFB)的冷态压力分布试验和热态气化试验.结果表明:冷态试验中,鼓泡流化床压力分布主要集中在底部的密相区,循环流化床压力分布更趋均匀.热态稳定气化阶段,循环流化床轴向温差只有40℃,气化的燃气热值、碳...     

生物质流化床富氧-水蒸气气化制备合成气研究

使用不同含水率的木粉为原料,以180～270kg/h的进料速度在内径0.5m、高9m的常压流化床气化炉上进行了富氧-水蒸气气化制备合成气实验。考察了当量比、水蒸气配比、二次风以及原料含水率对气化温度、燃气组分、低位热值、气体产率、气化效率和碳转化率等参数的影响。结果显示：当量比为0.25～0.27之间,水蒸气配比0.4时,H2含量最高可达28.7%,H2/CO为0.94,燃气热值9.9MJ/m3,气化效率大于75%, 碳转化率大于97%;提高二次风比率可明显降低焦油含量,在总当量比0.29、二次风比率25%时焦油含量为49mg/m3;原料水分增加,气体质量下降,含水率以不超过20%为宜。     

生物质流化床气化反应过程数值模拟

建立了二维生物质流化床气化炉模型,模型包括气相质量、动量和能量守恒,热解过程动力学采用一步反应模型,气固均相与非均相反应采用物质输送模型,重点考察了颗粒在炉内的运动和热解气化过程,分析了温度和当量比对燃气组分的影响,并对模拟结果与实验结果进行对比验证.结果表明:颗粒在炉内的运行时间约为2.15s,0.8s左右时颗粒进入稳定的流化环境;CO2和CH4摩尔分数沿y轴方向逐渐将低,而CO和H2摩尔分数沿y轴方向不断增加.在不同温度和当量比条件下,模拟所获得的H2、CO、CH4和CO2摩尔分数与实验结果具有良好的一致性.     

生物质气化影响因素的分析

阐述了生物质气化的原理及有关生物质气化技术,分析了物料、气化反应器、气化温度和气化剂对生物质气化特性的影响,指出了生物质气化技术中的关键问题。     

基于感应加热的生物质气化制氢试验

利用感应加热原理,设计并建立了基于感应加热的流化床生物质气化制氢试验装置,从反应器内部为生物质气化过程提供热量,实现了准确控温下的生物质气化制氢。以稻壳为生物质原料,水蒸气和空气为气化剂,进行了生物质气化制氢试验研究,考察了反应温度、蒸汽与生物质的质量比(S/B)、当量比(ER)对产物气成分和产氢率的影响。试验结果表明：气化温度在800℃时,H2体积分数随着S/B增大或ER减小而升高,H2产率在S/B为1.5或ER为0.22存在最大值。在温度为950℃、S/B为1.5、ER为0.22时,H2体积分数和产率同时达到最大值35.47%和78.22 g/kg。     

下吸式固定床生物质气化温度场和组分场分布特性

首先采用多维数值模拟方法解析了下吸式固定床反应器生物质气化反应的发展过程,并通过主动配气下吸式固定床的气化试验结果验证了该数值解析方法的可行性。在此基础上,解析了气化过程中炉内温度场和组分场的分布特性。结果表明,空气当量比RER是影响下吸式固定床气化过程气化特性的重要因素,并且对于炉内温度场分布和气化产气组分场的最优取值范围为0.24～0.28。     

生物质整合式流化床热解制油系统试验研究

提出了一种将生物质通过热化学方法转化为液体燃料的整合式流化床热解系统,该系统能实现液体燃料的分级制取和能源的综合利用。给料系统的独特设计确保了颗粒状生物质物料能以最大速率20kg／h顺利供给流化床反应器。试验分析了反应温度对生物质热解产物分布的影响,500℃的中温有利于生物油产量的最大化。通过气相色谱和傅里叶红外光谱联用分析仪确定了生物油的主要组分为含有酮、醛取代基的苯酚类和少量的酸、酯类化合物。     

热管式生物质气化炉中水蒸气汽化试验研究

以木屑为原料在热管式生物质气化炉中进行了水蒸气汽化试验研究,分析了热管对床层温度分布的影响,研究了温度对产气成分、热值及产物分布的影响.试验结果表明,热管式生物质气化炉的床层温度分布基本均匀;随着床层温度从650℃升高到900℃,H2的体积分数逐渐增加,平均含量在60%以上,CH4含量减少,CO含量基本不变,CO2含量略有减少;汽化产物中气体产率逐渐增加,固体和液体产率减少.     

含床料的回转式生物质气化反应器实验

为将传统回转炉窑机械扰动特性与流态化反应器内惰性床料的均温蓄热特性相结合,提出一种回转式气化反应器设计模式,以棉秆颗粒燃料为实验原料,首先考察了回转炉转速、过量空气系数、温度等参数对气化反应系统的影响。实验结果表明,回转炉转速控制在1~4 r/min之间,随转速增加回转炉混合扰动特性增强,炉内温度分布更加均匀,不同指标参量均有提高,在实验范围内回转炉转速在3 r/min时,取得较好的产气结果;实验控制温度在550~700℃范围,各指标均随温度升高有增大趋势,其中燃气热值、气化效率受温度影响较大,实验条件下,600~650℃温度范围内燃气热值和气化效率等指标有较大提升;过量空气系数对产气结果的各项指标均有较大影响,实验控制过量空气系数在0.2~0.4范围内变动,随过量空气系数增加,除产气率和床料区温度在一定程度增大外,其他指标均有先增大后减小的变化趋势,实验中过量空气系数为0.3时气化效果较好。典型热态实验结果表明,该回转式气化反应器产出的燃气组分与流化床接近,考虑显焓的气化效率约为79.3%、碳转化率约为81.3%;以气化炉为核心进行能量平衡计算,显示系统有效输出效率达到86.8%,散热损失为主要能量损失途径;对床料区底灰的分离研究发现,床料区滞留的底灰超过90%停留在床料区下部,且大部分底灰粒径较小。通过控制变量得到优化实验结果,可为该炉型的运行和设计改进提供参考。     

生物质气化系统中气化炉设计及进料装置改进

新型生物质气化系统—双干馏管内燃加热式气化炉气化系统主要由液压进料系统、双干馏管内燃加热式气化炉、气体收集和净化系统组成,采用生物质-垃圾混合物作为气化的原料.双干馏管内燃加热式气化炉作为该系统中的主要设备,其两根干馏管的外侧被通入高温烟气的螺旋管道缠绕,使高温烟气与干馏管的接触时间延长,热交换更充分.此外,针对系统中液压进料装置存在的问题提出了3种改进措施,将料仓和进料活塞做了相应的结构改进,有效地解决了进料装置中不同部位的进料不畅和物料堆积问题.     

林木废弃物固定床气化试验研究

以生物质气化理论为依据,设计了一套小型下吸式气化系统,以大粒径的林木废弃物为原料进行气化试验研究。通过调节空气的流量,研究了当量比对产气组成、气体热值、气化效率、气体产量和木炭产量的影响。结果表明：大粒径的林木废弃物在气化炉内气化稳定,能产出优质的燃气及木炭;空气当量比存在一个最优值0．30。此时,气体组成如下：CO为21．6％,H2为11．3％,CH4为2．74％,C02为12．0％,02为1．44％,N2为51．0％,气体热值为4913kJ／m^3,气化效率为62．1％,产气量为112m^3／h,木炭产量为15．6kg。