生物质气化过程的可视化研究

生物质燃料种类多,气化过程复杂多变。生物质燃料气化反应条件、规律及反应物的研究,是生物质气化技术研究的重点。文章提出将电容层析成像技术用于生物质气化过程的可视化监测;采用COMSOL建立了生物质气化炉电容层析成像模型;分析了不同生物质介质对电容敏感场的影响。文章通过仿真计算求取灵敏度矩阵及电容值;应用串联的归一化模型对电容值进行归一化处理;应用两种不同算法对气化炉内不规则介质进行成像,对生物质气化过程可视化监测做了有益的探索。     

生物质气化耦合发电炉型选择及应用分析

结合国家能源局对生物质耦合发电技改试点的批复,分析耦合发电技改工艺发展趋势,对比直接耦合、气化耦合及蒸汽耦合方式的发电效率及投资成本,就气化耦合方式开展调研。对不同生物质气化炉在处理规模、燃气特性及组成方面与气化耦合发电需求进行了匹配,参考国内外耦合发电的实施案例,选择气化耦合最适炉型,并分析现存政策及市场气化耦合存在的问题。     

固定床秸秆气化技术的探讨

1气化机组的特点及存在的问题　　固定床秸秆气化机组主要由两部分组成,一是气化炉(主要指下吸式气化炉),进行秸秆的气化反应;二是净化设备,即对秸秆煤气进行冷却,并脱除煤气中焦油、灰分、硫化氢等物质。　　由于下吸式气化炉气化煤气经过灰渣层,所以煤气灰分较多,但焦油含量较其它类型炉的低。灰分与焦油凝固在一起,常常堵塞输气管道和净化设备。由于下吸式气化炉采用固定炉排,所以气化炉气化能力低,限制了气化站的供气规模。　　另外,气化炉在开炉时,排放大量含有焦油、一氧化碳的气体,造成严重的环境污染;在停炉时,还会…     

生物质气化及其燃气的可替代性研究

文章采用下吸式固定床气化炉,对稻壳、麦秸和木屑3种典型生物质的气化过程进行了仿真模拟。通过对比可知,木屑原料的气化效果最好,稻壳次之。选取木屑为气化原料,得到了最佳工况下生物质气化气的体积分数和特性参数。利用A.G.A.多元指数法和德尔布法对生物质燃气进行互换性分析,结果表明,生物质燃气可以直接置换发生炉煤气,不能直接置换天然气、液化石油气、焦炉煤气和混合煤气。     

基于HYSYS和MATLAB下吸式生物质气化炉仿真系统

用HYSYS软件模拟生物质气化过程,用MATLAB软件建立神经网络PID控制器,通过ActiveX组件将HYSYS与MATLAB连接起来,利用神经网络PID对HYSYS中的数据进行实时处理。并将模拟的结果与实验数据进行对比,验证模拟结果的准确性,在此基础上研究气化温度对热值的影响,研究的结果对生物质气化炉实际操作提供理论依据。     

多孔床料对生物质产气特性影响实验研究

在小型常压流化床内采用多孔介质为床料,对生物质进行了空气、空气.水蒸汽气化实验并与普通工业用砂为床料的气化结果进行了对比,分析不同气化介质、温度及流量时多孔床料对生物质产气特性的影响.实验结果表明:产气中可燃气含量随气化温度升高而增大,流量对生物质气化影响存在最佳范围.与普通床料相比,多孔床料对H2和CO的生成以及对低碳氢化合物(CxHx)的催化裂解有较强的促进作用.     

生物质气化技术比较及其气化发电技术研究进展

生物质能是一种理想的可再生能源,由于其在燃烧过程中二氧化碳净排放量近似于零,可有效地减少温室效应,因而越来越受到世界各国的关注。首先对生物质能的概念及其转化方式进行了简单介绍,着重介绍了生物质气化技术在国内外的研究及应用发展现状,通过对固定床气化炉和流化床气化炉的技术性能的对比．提出了研究开发经济上可行、效率较高的生物质发电系统,是我国今后有效利用生物质能的发展方向。     

碱金属离子对生物质的催化热解及气化实验研究

以传统生物质(稻壳)与潜在生物质(毛竹)为实验原料,通过热重法对生物质热解特性进行研究,利用单元体气化炉研究催化剂对生物质气化特性的影响。结果显示:脱灰除去矿物质后,热解曲线向高温区移动,反应活性降低;加入碱金属离子后,半焦产率提高,热解向低温区移动,反应活性增强。加入碱金属离子后,气化合成气中Cx Hy浓度大幅增大,并随催化剂含量的增大而增大。气化过程中,CO浓度曲线出现两个明显峰区,加入催化剂使前峰区面积显著增大、前移。在催化剂作用下,毛竹、稻壳的热解、气化特性明显改善。     

MW级生物质气化发电站运行特性分析

结合浙江省长兴市某大米加工厂800kW稻壳气化发电系统测试结果,对MW级生物质气化发电站的运行特性进行了详细分析,重点考察了气化温度、当量比和负荷对生物质流化床气化特性的影响,并对系统存在的问题进行了讨论。气化炉轴向温度分布表明:床内存在流化不充分现象;密相区温度与当量比和负荷(加料速率)变化密切相关(负荷不变,床温随当量比增加近似线性升高;当量比相同,较高负荷对应较低的床温)。燃气热值随气化温度升高而降低,负荷变化对其影响不大。当气化温度保持在700~800℃之间时,燃气热值基本稳定在5453~6407kJ/Nm3。原料水分对气化炉的运行也有重要影响:当原料水份低于15%,水分含量增加,有助于提高运行气化当量比,提高燃气品质和产气率;然而原料水分含量超过15%,气化炉温度将很难控制。     

生物质直燃和混燃发电环境效益分析

利用生物质代替矿物燃料发电可以减少CO2和SO2的排放量。确定了燃煤机组CO2和SO2排放量基准,建立生物质发电的CO2和SO2的排放量模型及其偏差模型;计算不同发电方式下CO2和SO2的生成量及减排量;分析了气化炉气化效率对生物质发电CO2和SO2生成量的影响。结果表明,提高生物质发电效率和气化效率可以显著降低CO2和SO2的排放;生物质发电的环境效益明显优于燃煤发电,而生物质气化合成气与煤混燃发电的环境效益优于生物质直燃发电。     

生物质气化过程的混合神经网络模拟

用几种生物质的料进行了水蒸汽流化条件下的常压气化实验。为得到各种生物质的气化特性,用混合神经网络模型于气化过程进行了模拟。模型得到的气化产率与实验数据吻合得较好。神经网络给出的气化特性能正确地反映实际的生物质气化过程。模拟结果还显示,草本生物质和木本生物质在气化过程中,各种煤气成分的释放有不同的规律。     

复合式低焦油固定床生物质气化装置研究

综合分析上吸式固定床及下吸式固定床生物质气化装置各自特点,提出复合式低焦油固定床生物质气化装置,建立生物质原料处理量为600 kg/h的中试规模试验装置并开展研究。研究结果表明:复合式低焦油固定床生物质气化装置具有结构简单、气化效率高、热效率高、碳转化率高、原料适用性广等优点,极大程度提高了燃气清洁程度,对于生物质气化、发电、供热、化石燃料替代等领域的工业化应用起到了极大的推动作用。     

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。     

生物质流化床气化技术应用研究现状

按所得产品不同,可将生物质气化技术分为制氢、发电和合成液体燃料3大类。文章介绍了生物质流化床水蒸气气化制氢、催化气化制氢和超临界水气化制氢的工艺特点;分析了生物质流化床气化发电的技术、经济可行性;简述了生物质流化床气化合成液体燃料的研究现状;指出气化产出气化学当量比调变、焦油去除问题和合成气净化是生物质流化床气化技术应用的主要瓶颈,认为定向气化是今后研究的主要方向。     

不同形式的循环流化床生物质气化炉

循环流化床生物质气化炉相比固定床生物质气化炉有许多优点,更适用于工业化生产,目前在生物质气化领域应用的循环流化床主要有外循环流化床,内循环流化床和双流化床。介绍了这几种循环流化床气化设备的典型结构和研究进展,并对其各类循环流化床气化装置的特点做出了分析和讨论。     

生物质气化发电

生物质气化发电系统采用农业、林业和工业废弃物为原料 ,也可以以城市垃圾为原料。固定床气化炉用于小规模气化发电系统 ,采用内燃机发电方式 ;流化床气化炉用于大、中规模气化发电系统 ,采用燃气轮机或蒸汽轮机发电方式 ,也可采用内燃机发电方式。图 1表 2参 2。     

Experimental investigation on co-gasification of coffee husk and sawdust in a bubbling fluidised bed gasifier

Energy can be extracted from biomass through gasification. The gasification process is influenced by the physico-chemical nature of the biomass selected for gasification. Ash content and composition of the biomasses are likely to affect the gasification process. Clinker formation in the reactor bed caused by melting and agglomeration of ashes will affect the gasification process in fluidised bed gasifiers. The agglomeration tendency of the biomass is examined by carrying out the Energy Dispersive X-ray Spectroscopy analysis on biomass ash to identify the presence of elements like potassium and sodium responsible for agglomeration. Experimental investigations on the gasification of coffee husk revealed that coffee husk is prone to agglomeration even though the hydrogen yield is more. However, gasification of saw dust is not vulnerable to agglomeration. Co-gasification of coffee husk with sawdust (which is less prone to agglomeration) is investigated experimentally.     

生物质流化床燃烧/气化的烧结特性与机理综述

流化床燃烧/气化是生物质高效规模化能源利用的主要方式之一,由于生物质在较低温度下燃烧/气化时就容易发生床料烧结,影响了系统安全稳定运行,阻碍了能源利用效率的提高.系统地归纳了不同生物质在不同种类床料状态下燃烧/气化时烧结所需的特征温度,分析了生物质种类、碱金属含量、反应气氛与烧结温度之间的联系,结合相关研究,对生物质的烧结机理进行了分析和总结,对烧结温度预测方法和模型的优缺点进行了剖析和比较,对生物质燃烧/气化烧结机理进一步研究、预测模型的优化等提出了积极的建议,以期为相关研究的深入开展和生物质能规模化利用水平的提高提供有意义的参考.     

Research on the characteristics of biomass gasification in a fluidized bed

The depletion of fossil fuels and the increasing environmental problems, make biomass energy a serious alternative resource of energy. Biomass gasification is one of the major biomass utilization technologies to produce high quality gas. In this paper, biomass gasification was performed in a self-designed fluidized bed. The main factors (equivalence ratio, bed temperature, added catalyst, steam) influenced the gasification process were studied in detail. The results showed that the combustible gas content and the heating value increased with the increase of the temperature, while the CO₂ content decreased. The combustible gas content decreased with the increase of the equivalence ratio (ER), but CO₂ content increased. At the same temperature and at different ratios of CaO (from 0 to 20%), H₂ content was increased significantly, CO content was also increased, CH₄ content increased slightly, but CO₂ content was decreased. With the addition of steam at different temperature, the gas in combustible components increased, the content of H₂ increased obviously. The growth rate was 50% increased. As the bed temperature increased, gas reforming reaction increased, the CO and CH₄ content decreased, but CO₂ and H₂ content increased.