基于ASPEN PLUS模拟生物质与煤气流床共气化工艺

基于ASPEN PLUS软件模拟平台,对生物质与煤气流床共气化过程进行模拟,考察操作条件及生物质与煤配比变化对气化性能的影响。模拟计算结果表明:与生物质单独气化相比,生物质与煤共气化能提高气化温度及气化效率;与煤单独气化相比,生物质可部分替代煤且不会明显改变气化效果,尽管气化温度略有下降,但混合物灰熔点的降低能很好弥补这一变化。生物质质量分数为20%,[O]/[C]摩尔比在1.1～1.3时气化效果最佳,气化温度约为1250℃,有效气产率1.92Nm~3/kg,煤气热值可达到11.5MJ/Nm~3,冷煤气效率79.7%。     

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。     

生物质气化联合循环发电技术的探讨

本文阐述了国内外BIGCC生物质气化联合循环发电技术的发展概况和关键技术,介绍了生物质和煤共同气化的特性,为我国生物质气化联合循环发电技术的商业化运行提供了指导。     

生物质和煤共液化

<正>近年来很多研究者致力于煤与废弃生物质共液化的研究。无论在技术方面还是经济方面,共液化都优于二者单独液化。由于废弃生物质的供给较不稳定,与煤共液化易于维持稳定的原料供给。另外现有煤液化工艺反应条件苛刻,氢耗大,工业化困难。研究表明,当煤与木质素共液化时,可降低煤的液化温度。而且不同研究都表明,与煤单独液化比,煤与     

低温热解生物质与煤共燃的结渣、积灰和磨损特性分析

利用灰分的结渣性指数t2、B／A、S／A、G，积灰沾污特性指数比和磨损指数‰对低温热解生物质单燃和与煤共燃时的结渣、积灰和磨损特性进行了研究和分析。认为：(1)低温热解生物质(锯屑、谷壳和花生壳)都不适合在电厂锅炉中直接燃烧。(2)热解生物质与煤共燃时的结渣、积灰和磨损特性取决于热解生物质灰分含量、灰成分，煤的灰分含量、灰成分以及混合比例等因素。(3)三种熬解生物质与煤共燃能够改善它们的结渣、积灰沾污和磨损性能，但又增加了煤的结渣、积灰沾污和磨损性。(4)热解生物质灰分含量越低。煤的灰分含量越高，煤的结渣、积灰沾污性能越好，越有利于提高混燃比例。(5)三种热解生物质中，热解锯屑与煤可混性最好。其他两种则相对较差。     

串行流化床生物质气化制取富氢气体模拟研究

利用串行流化床技术将生物质热解气化和燃烧过程分开,气化反应器和燃烧反应器之间通过灰渣进行热量传递,实现了自供热下生物质气化制氢.利用Aapen Plus软件模拟制氢过程,通过比较单反应器生物质气化的模拟结果和实验结果,验证了模拟研究的可行性.重点研究串行流化床中非催化气化与CaCO3作用下的气化过程,探讨了气化温度、蒸汽与生物质的质量配比(S/B)对制氢的影响,为今后开展生物质气化制氢试验提供了理论参考.结果表明:对应不同气化温度,S/B都存在一个最佳值,且随着温度升高其值减小.当气化温度低于750℃时,添加CaCO3可大幅提高氢产率,气化温度为700℃且在S/B约为0.9时氢产率最大,达43.7 mol·(kg生物质)-1(干燥无灰基),比同温度下非催化气化提高了20.3%.随着气化温度升高,CaCO3促进作用减弱.     

基于Gibbs自由能最小化原理模拟生物质流化床气化

基于能质平衡和吉布斯(Gibbs)自由能最小化原理,选择松木屑和麦秆两种生物质,利用化工商业化软件ASPEN PLUS模拟生物质流化床气化过程,并结合试验数据验证模拟结果的准确性。在此基础上考察了高温、原料含水率大范围变化等试验中较难实现的操作对气化的影响。模拟结果表明,搭建的气化模型能较好地模拟生物质气化过程,对生物质气化试验与工程放大具有一定的参考价值。     

生物质发电技术发展探讨

联系生物质发电技术的发展趋势,分别对生物质直接燃烧发电技术、生物质与煤混合直燃发电技术和生物质气化发电技术进行深入分析,并对比生物质直燃技术和生物质气化技术的优劣势。     

生物质与三种不同变质程度的煤混合热解H2S析出规律

采用热重分析和色谱、质谱偶联技术,对玉米秆与三种不同变质程度的煤混合热解中产生的H2S气体进行了在线检测,研究生物质对不同煤种热解析出H2S气体的影响.研究表明:生物质与不同变质程度的煤的混合热解过程中H2S析出有着相似的规律,即生物质的加入使煤析出H2S提前,且随着生物质比例的增加,H2S在更低的温度下有较大的析出速度.生物质与煤共热解时,在380℃以前析出的H2S的浓度和析出量都比煤单独热解时的高,且随着生物质加入比例的增加而增加,这是生物质加氢作用的影响.且随着煤中含氢量的增加,生物质对煤热解过程的加氢作用表现得越不明显.生物质与不同变质程度的煤的混合热解过程中H2S析出规律是生物质加氢作用和矿物质固硫作用的综合结果.     

掺混比例对生物质和煤流化床共气化特性影响的试验研究

采用新型床料在鼓泡流化床中进行了2种典型的木本和草本生物质与烟煤的空气-水蒸气气化试验,研究了生物质掺混比例对燃气组分和热值、气化效率及碳转化率等参数的影响规律.结果表明:当松木屑的掺混比例从0%增大到100%时,H2和CO的体积含量分别增加了4.6%和4.4%,CO2的体积含量减少了3%,CH4和CnHm的含量也有所增加;当稻秸的掺混比例从0%增大到100%时,CO的体积含量先从25.8%上升至27.5%,再下降至25.3%,其他燃气组分的变化趋势与松木屑和煤气化的相类似;随着生物质掺混比例的增加,2种生物质和煤共气化的气化效率和碳转化率均有所提高,且在共气化过程中存在协同效应.     

生物质与褐煤气化特性及半焦物化特性的演变规律

对褐煤、松木屑、稻壳、秸秆及其掺混试样在CO_2气氛下进行共气化热重实验,采用扫描电镜与傅里叶红外光谱仪对不同温度下(320~850℃)所得半焦的物化结构进行研究分析。研究发现:松木屑与褐煤按质量比1∶1掺混时,其开始气化温度和气化终止温度有所降低,说明混合燃料的气化特性较好;松木屑半焦中存在K、Ca等碱金属含量较高的球形颗粒物;随着气化温度的升高依次发生变形—褶皱—塌陷的变化过程,而碱金属的挥发主要集中在焦炭气化阶段;与褐煤相比,松木屑中羟基、脂肪族烷烃键等含量较高,气化时较低温度时即会断裂,从而为气化反应提供充足的还原性气氛。共气化过程中,小分子侧链—NH—键、烷基—CH_2—、—CH_3键、芳香性烷键结构上的—CH_2—、—CH_3键、C==C键、醚键等含氧官能团的谱峰消失温度较褐煤单独气化时提前,表明共气化过程中生物质的加入加速了—NH—、—CH_2—、—CH_3、C==C及醚键等的断裂,进一步从微观角度证实生物质与煤共气化的协同作用。     

煤与生物质共热解工艺的研究进展

热解是将固态原料转化为液体燃料、可燃气和焦的重要途径,是实现生物质资源清洁、高效利用的重要技术。将生物质与煤混合共热解是生物质资源利用的重要方法,两者混合热解不仅有助于降低CO_2的排放量,还能有效地解决能源短缺和环境污染带来的问题。文章综述了煤与生物质共热解技术的研究进展,系统地介绍了共热解过程中煤与生物质的相互作用以及热解温度、混合比例、滞留时间、升温速率、矿物质成分、物料粒径和热解反应器类型等因素对热解过程的影响,并对煤与生物质共热解技术的发展前景进行了展望。     

国外微商热失重法在燃烧特性研究领域中的发展原理和实用

热解重量分析法(热失重法)早就被应用在固体燃料着火、氧化反应和煤的高温高压气化等工艺研究上。近来,国外把该法作为测定煤的氧化率的一种试验方法。热失重(燃烧分布)法是展示煤在燃烧时不同反应温度的dw/dt曲线形状。锅炉设计人员可按dw/dt曲线的差别来决定燃用新煤种锅     

气化炉中生物质——煤共同气化的模拟研究

在气化炉内采用煤粉和生物质共气化可解决生物质不易稳定流化和生成焦油两大难题,采用流程模拟软件PROⅡ对炉内的气化过程进行了模拟计算,得到了汽氧比和氧碳比和生物质／煤比对气化过程的影响。气化炉内优化的反应条件为：反应温度1350℃,[H2O]／[O2]=0．32,[O][C]=1．05,气化得到的合成气的高位热值Qgr=7150kJ／Nm3,有效气产率为1．59Nm3／kg。     

中国生物质能利用技术评价

本文针对目前我国已有的生物质能利用技术进行技术评价,主要有生物质燃烧技术(包括炉灶燃烧技术、锅炉燃烧发电技术和生物质型煤技术)、生物质气化技术(包括生物质气化技术、生物质气化发电技术)和生物质热裂解液化技术。本文在阐述我国生物质能源开发利用的意义的基础上,综述了上述各种技术发展现状与近年来的应用情况,对我国生物质能利用技术的发展有参考价值。     

生物质燃烧技术的应用

生物质作为一种可再生能源,替代矿物燃料可降低大气中ＣＯ２,ＳＯＸ物ＮＯＸ的排放。本文简述了生物质的基本概念及其燃烧过程的机理,介绍了主要的生物质燃烧技术的 实际应用情况,并重点叙述了生物质和煤的混合燃烧,生物质ＩＧＣＣ等两种先进的生物质气化技术和它们在示范电站中采用的系统设备,生物质燃料种类,运行性能     

基于35 kW等离子体炬典型生物质气化处置及多工况影响研究

等离子体热处理技术用于煤/生物质等固体燃料的气化转化具有能量密度高、反应速率快的优势,研发及应用前景广阔.本研究基于35 kW级直流非转移弧氮气等离子体炬搭建了一套固体燃料等离子体气化研究实验平台,以大米为厨余垃圾生物质典型组分,开展了一系列多工况条件下的等离子体气化反应实验,得出以下结论:等离子体炬的运行输出功率需与物料投入速率进行匹配,本研究表明单位热值的物料配合0.26倍能量的等离子体功率输入可达到最佳气化工况;等离子气化效率的提高与颗粒在等离子射流中的停留时间密切相关,物料颗粒粒径的大小需尽可能的保证停留时间的延长;等离子气化反应在过量空气系数约为0.1时达到最佳,低于传统气化工艺参数0.3;一定的水分有助于等离子气化反应的进行,本研究中最佳含水率为8.4％;等离子气化过程物料中加入5％的K2CO3盐有利于促进气化反应进行,同时降低气化残渣的石墨化程度;本研究最佳工况所实现的冷煤气效率为30.6％,仍需对系统进行优化以进一步提升气化效率.     

在流化床气化炉中生物质与煤共气化的研究(Ⅰ)以空气-水蒸汽为气化剂生产低热值燃气

在600kW流化床气化炉工业示范装置上以空气.水蒸汽为气化剂,将生物质/煤按不同比例进行了共气化的实验研究.在实验研究的运行条件下,得到了生物质/煤混合比例对气化炉工作温度、燃气热值、气体产率和气化效率等重要技术参数的影响.对玉米芯/煤的比例为81/19时的典型实验结果表明:气化炉工作温度869℃,空气当量比ER=0.21,S/B=0.20时,气体产率1.96m3/kg,燃气热值6.4MJ/m3,气化效率71.3%,燃气中焦油含量小于10mg/m3,该炉经过连续运行考核,运行平稳,工况稳定.     

生物质能汽车的动力系统技术

能源和环境问题成为本世纪世界各国共同面临的两个重大问题。寻找新的"清洁代用燃料"是人类的必然选择。生物质能源是一种可作为车辆发动机燃料的新型清洁低廉的可再生能源,因此研究和开发生物质能汽车动力系统技术有利于改变我国能源消费结构、维护国家能源安全和环境保护。介绍了生物质燃料汽车动力系统技术,主要包括固体燃料裂解气化技术、气体燃料净化技术以及使用燃气式发动机技术等。为研究和开发使用生物质燃料汽车提供了一定的指导和参考信息,为其今后的深入研究提供了一定的参考。     

在流化床气化炉中生物质与煤共气化的研究（I）以空气-水蒸汽为气化剂生产低热值燃气

在600kW流化床气化炉工业示范装置上以空气-水蒸汽为气化剂,将生物质／煤按不同比例进行了共气化的实验研究。在实验研究的运行条件下,得到了生物质／煤混合比例对气化炉工作温度、燃气热值、气体产率和气化效率等重要技术参数的影响。对玉米芯／煤的比例为81／19时的典型实验结果表明：气化炉工作温度869℃,空气当量比ER=0．21,S／B=0．20时,气体产率1．96m^3／kg,燃气热值6．4MJ／m^3,气化效率71．3％,燃气中焦油含量小于l0mg／m^3,该炉经过连续运行考核,运行平稳,工况稳定。