生物质气化制取合成气的模拟

阐述了利用串行流化床制取生物质合成气的技术,该技术将生物质气化过程与燃烧过程分开,气化反应器和燃烧反应器之间通过床料进行热量传递,并通过生物质补燃实现自供热。利用ASPEN PLUS软件建立了串行流化床制取合成气的模型,通过将模拟数值与实验结果相比较,验证了模拟研究的可行性。重点研究了气化温度、水蒸汽与生物质的质量配比(S/B)对制取生物质合成气的影响。结果表明,为获取较高品质的生物质合成气并得到较高的碳转化率、气化份额和合成气产率,气化温度以650～800℃为宜,S/B应在0.2～1.0之间。     

浅析流化床生物质与煤共气化技术方案

针对生物质能源难以单独气化的问题,探讨了生物质与煤共气化的互补性技术方案;介绍了生物质的物理性质和气化特性;论述了灰融聚流化床粉煤气化技术的特点和工艺流程;提出了在灰融聚流化床粉煤气化的基础上进行生物质与煤共气化技术方案,对存在的问题提出了相关解决措施。     

国内外生物质气化设备研究进展

生物质是重要的可再生能源,生物质气化技术在国内外得到了广泛应用。本文综述了国内外固定床、鼓泡流化床、外循环流化床、内循环流化床、双循环流化床的结构。固定床安装简单,但焦油较多;外循环流化床燃烧效率高,但回料装置较难控制;内循环流化床不易结焦、氢含量高且不用考虑返料问题;双流化床结构复杂但焦油量少。将对固定床和流化床进行对比,认为固定床安装简单适合农村地区,流化床应不断改进和完善,更适应工业化生产。     

煤与生物质流化床共气化的研究进展

煤与生物质共气化弥补了生物质单独气化和煤单独气化的不足,对缓解环境压力、实现能源的可持续发展意义重大。在概述煤与生物质流化床共气化特性的基础上,对二者共气化之间的协同效应机制进行了归纳,综述了生物质的加入对煤灰熔融特性的影响;提出了煤与生物质共气化仍需进一步研究的方向。     

外部流化床燃烧气化反应器的试验研究

针对循环流化床气化炉普遍存在的飞灰及底渣含碳量高、煤炭利用率低、气化效率不高等问题，研制了外部流化床燃烧气化反应器。通过冷态试验，研究了外部流化床燃烧气化反应器的布风板空板阻力和料层阻力与流化风量的关系，测定了飞灰在反应器内的停留时间，研究了外部流化床燃料气化反应器的输送特性。试验证明外部流化床燃烧气化反应器对于降低循环流化床气化炉飞灰和底含碳量是完全可行的。     

生物质流化床气化炉气化过程的实验研究

在流化床生物质气化炉内 ,采用空气作气化剂 ,对七种农、林废弃物进行了气化实验研究。生成的燃气成分 :CO在 1 4 %～ 1 7%之间 ,H2 含量一般低于 1 0 % ,甲烷含量为 5%～ 1 0 %。燃气热值多数在 53 0 0～ 6 50 0 k J/ Nm3 ,气化效率 72 .6 %。实验结果表明 ,流化床生物质气化炉可用于生物质气化。     

煤与生物质共气化研究现状

介绍了煤与生物质共气化反应的机理;分析了气化温度、煤与生物质的掺混比例、气化剂、物料的掺混方式等因素对共气化过程的影响;对煤与生物质进行了热重分析、小型固定床气化和流化床共气化等试验研究;提出了煤与生物质共气化仍需进一步研究的重点。     

循环流化床燃烧及气化反应数学模型的概述

本文简要介绍了有关文献中循环流化术煤炭燃烧、气化及生物质气化的数学模型。根据中数学有所使用流体动力学模型的差异，将其分为鼓泡流化床数学模型，拟流体数学模型，区段数学模型，颗粒轨道数学模型及多维数学模型，并着重叙述了各模型所用到的流体动力学模型。     

“锥形流化床生物质气化技术”科技成果通过鉴定

2006年4月7日,江苏省科技厅在南京主持召开了由林科院林产化工研究所蒋剑春研究员主持完成的,国家“十五”攻关课题“小型生物质气化发电系统系列化开发”(课题编号:2001BA403B03)中的"锥形流化床生物质气化技术"科技成果鉴定会。鉴定委员会听取了课题组对课题研究情况的报告,审阅了现场测试报告等技术文件。经过认真讨论,给予该科技成果较高的评价。专家认为该课题在国内首先研究开发了锥形流化床生物质气化技术与设备,达到了国际先进水平。其采用的锥形流化床结构,改善了流化床流体力学条件,较好地解决了流化床床层的稳定性,操作弹性大,…     

流化床作为生物质气化反应器试验研究

在流化床生物质气化炉内 ,用空气进行气化生物质 (花生壳 )的试验研究 ,分析的参数是当量比ER 0 .2— 0 .4 5 ,气化床的温度 75 0— 85 0℃和加入二次风。当ER在 0 .2 5— 0 .33,气化燃气热值为 6 .2— 6 .8MJ/m3 ,气体产量在 2 6 0— 390m3 /h ,生物质燃烧时比气化产量在 1.2 8— 2 .0 3m3 /kg之间 ,炭转化率在 5 3%— 80 %。并对 7种农、林废弃物进行了初步气化试验研究 ,生成的燃气体积分数 :CO为 14 %— 18% ,H2 一般低于 6 % ,甲烷 4 %— 12 %。燃气热值在 4 70 0— 710 0kJ/m3 。试验结果表明 ,在流化床生物质气化炉中 ,通过在悬浮空间加入二次风 ,可使燃气热值得到提高。     

Co-pyrolysis of bituminous coal and biomass in a pressured fluidized bed

An experimental study on co-pyrolysis of bituminous coal and biomass was performed in a pressured fluidized bed reactor. The blend ratio of biomass in the mixture was varied between 0 and 100 wt%, and the temperature was over a range of 550–650 °C under 1.0 MPa pressure with different atmospheres. On the basis of the individual pyrolysis behavior of bituminous coal and biomass, the influences of the biomass blending ratio, temperature, pressure and atmosphere on the product distribution were investigated. The results indicated that there existed a synergetic effect in the co-pyrolysis of bituminous coal and biomass in this pressured fluidized bed reactor, especially when the condition of bituminous coal and biomass blend ratio of 70:30(w/w), 600 °C, and 0.3 MPa was applied. The addition of biomass influenced the tar and char yields and gas and tar composition during co-pyrolysis. The tar yields were higher than the calculated values from individual pyrolysis of each fuel, and consequently the char yields were lower.The experimental results showed that the composition of the gaseous products was not in accordance with those of their individual fuel. The improvement of composition in tar also indicated synergistic effect in the co-pyrolysis.     

流化床中生物质热解过程的混沌神经网络模拟

在流化床内用若干种生物质材料进行了氮气流化条件下的常压热解实验.为研究生物质的热解规律,建立了混沌神经网络模型对其进行模拟.分别按照3种方案进行了神经网络的模拟,经过比较确定了对于流化床内生物质热解过程最为有效的网络输入方案,该方案充分考虑了实验运行参数、生物质料的工业分析数据以及化学成分分析数据,可以对热解产物给出较好的预测.最后基于生物质与煤在形成过程与化学结构等方面的不同之处对上述方案间的差异给出了合理的解释.     

生物质流化床快速裂解模型

研究了流化床内的生物质快速裂解模型,其特点是考虑了原料粒子在下部密相区和上部稀相区的不同反应历程.模型的计算结果表明,原料粒子和产物气体在反应器内的停留时间有较大的区别,其变化情况对裂解产物的分布有很大影响.由该模型得到的计算结果能和实验值很好吻合,表明它能较好地描述流化床反应器内生物质快速裂解的反应过程.结合计算数据对影响裂解结果的一些因素进行了分析.     

Fundamentals of coal topping gasification: Characterization of pyrolysis topping in a fluidized bed reactor

Coal topping gasification refers to a process that extracts the volatiles contained in coal into gas and tar rich in chemical structures in advance of gasification. The technology can be implemented in a reactor system coupling a fluidized bed pyrolyzer and a transport bed gasifier in which coal is first pyrolyzed in the fluidized bed before being forwarded into the transport bed for gasification. The present article is devoted to investigating the pyrolysis of lignite and bituminite in a fluidized bed reactor. The results showed that the highest tar yield appeared at 823 to 923 K for both coals. When coal ash from CFB boiler was used as the bed material, obvious decreases in the yields of tar and pyrolysis gas were observed. Pyrolysis in a reaction atmosphere simulating the pyrolysis gas composition of coal resulted in a higher production of tar. Under the conditions of using CFB boiler ash as the bed material and the simulated pyrolysis gas as the reaction atmosphere, the tar yields for pyrolytic topping in a fluidized bed reactor was about 11.4 wt.% for bituminite and 6.5 wt.% for lignite in dry ash-free coal base.     

不同热解方式下长焰煤的热解特性研究比较

为提高长焰煤热解转化率,研究其热解过程和机理,采用格金干馏设备、固定床和间歇蒸气流化床3种不同热解装置,分别进行长焰煤的低温热解实验。研究结果表明,格金干馏实验中液体产率较高;在固定床低温热解装置中,煤颗粒达到完全热解需要的时间长,热解气体产物中氢气的产率高;在间歇蒸气流化床中,煤颗粒的热解反应速度快,但受热解过程中流化气吹损的影响,半焦产率低;热解气体的组成和分布也随热解气氛而改变,在水蒸气气氛条件下,水蒸气可能参与大分子烃类物质的部分反应,热解气体中CH4和C2以上小分子烃类物质CmHn总含量降低,CO2和CO含量增高。     

生物质热解液化制备生物油技术研究进展

介绍了国内外生物质热解液化工艺、主要反应器及其应用现状;简述了生物质催化热解、生物质与煤共热解液化、微波生物质热解、热等离子体生物质热解几种新型热解工艺;并对目前生物质热解动力学研究进行了总结;对未来生物质热解液化技术的研究进行了展望。     

Experiment and computational fluid dynamics investigation of biochar elutriation in fluidized bed

In fluidized bed biomass fast pyrolysis, the biomass is converted to biochar and elutriated. The elutriation rate is a key parameter in reactor designs and operations. This research presents a video-based continuous measurement of biochar elutriation rate in a fluidized bed with sands and biomass as bed materials. The fluidized bed is simulated with the computational fluid dynamics—coarse-grained discrete element method (CFD-CGDEM) in MFiX. The fluidization behavior of nonspherical sands can be more accurately captured when a rolling friction model is used. The predicted elutriation rate is close to the experimental measurement when the particle size distributions are considered and the filtered drag with a shape correction is used. These results validated the accuracy of the MFiX-based CFD framework for the prediction of biochar elutriations in the fluidized bed biomass fast pyrolysis reactor.     

生物质与聚合物、煤共热解研究进展

综述了近几年来生物质与其它物质如煤和聚合物共热解的研究进展。通过对生物质、煤和聚合物的单独热解以及同煤和其它聚合物共热解的大量文献报道结果进行比较发现:生物质与许多聚合物共热解具有协同作用,可以降低液体产物的含氧量,提高热解液相产率等。显示出生物质与某些聚合物共热解比单独热解具有一定的优势;并比较了煤和生物质共热解产生的现象,得到煤和生物质共热解难以产生协同作用。本文作者结合现阶段的研究成果,提出生物质与煤采用两步法热解工艺的思路,使生物质材料的氢有可能转移到热解煤的产物中,以改善煤热解过程中液体的性质,对今后生物质与煤及聚合物共热解的研究方向提出了自己的建议。     

煤热解多联产技术述评

集燃烧和热解工艺于一体的煤热解多联产技术是我国煤资源的有效利用方式之一。介绍了煤热解多联产技术的工作原理;论述并对比了以流化床、移动床、焦热载体为热解基础的煤热解多联产典型工艺技术特点;指出:煤热解多联产工艺技术更适合于挥发性高的低阶煤种,该技术已建有小型工业化生产示范装置,具备商业化生产应用的技术基础。     

生物质与煤混合颗粒流化特性的实验研究

在 D1 1 5 mm× 1 0 0 0 mm有机玻璃制成的圆柱型流化床中 ,对玉米秆、稻秆、煤及其混合物的流化特性进行了实验研究 .实验结果表明 ,单一生物质颗粒不能形成良好的流化状态 ,而加入一定量煤构成生物质和煤二组分混合颗粒可以实现稳定流化 .当生物质和煤混合颗粒中生物质的质量分率小于 5 0 %时 ,可以达到很好的流化状态 ,生物质和煤二组分混合颗粒的最小流化速度随生物质质量分率的增加而减小 .