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。     

生物质空气/水蒸汽气化的综合计算法模型

建立生物质气化模型的目的在于确定用某种燃料为气化原料时所生成煤气的组成、热值、煤气产率、气化剂的消耗量与热效率等,并为选用设计气化系统及设备提供依据。根据生物质气化炉实测数据对煤的综合计算法模型进行了修正。主要调整了干馏段生物质气的产率及气化段的碳氮比特征值n。其中,干馏产物中CO2的产率设定为氧含量的30%,焦油的产率设定为挥发分的10%;气化段的碳氮比特征值n对应着不同的鼓风量,风量大时n值得取值小,反之亦然,在实际气化炉中过量空气系数在0.2～0.4之间,对应的n值的取值由原来的0.6变为0.3～0.6之间;此外,根据固定碳量给定了水蒸汽的喷入量。建模结果还与其它学者的实验数据进行了对比,模拟结果符合良好,在一定程度上证明了模型的有效性和可靠性。     

床层压降对主动配风式生物质气化影响分析

通过实验的方法对生物质气化过程中床层压降的影响进行研究,以空气为气化剂进行了生物质气化特性试验,考察了气化参数对生物质产气质量的影响。分析了压力、温度、热值三者间的内在联系。研究结果表明:在实验工况下,最佳压降范围为1.6~2.9 kPa,此时炉内氧化层温度达到1 000~1 300℃,燃气热值为4 900~5 700kJ/m3,焦油质量分数随温度升高而降低,在炉内压降超过2.9 kPa时氧化层温度降低,因此,在最佳压降范围内,压降提高有利于燃气质量的改善,该结论可以对气化炉床层反应动力学研究提供参考。     

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。     

生物质空气气化机理和燃气品质影响因素研究

生物质空气气化主要用来生产5 M J/Nm3左右的低热值燃气,对生物质分子组成及分子结构、空气气化过程中复杂的物理化学过程、物料的组成和气化设备的结构以及运行参数对产品燃气的品质的影响进行了研究,提出了提高燃气品质、降低焦油的技术性建议.     

以空气-水蒸汽为气化剂下吸式生物质气化炉设计与试验

针对下吸式生物质气化炉主要部件对气化效果的影响进行了分析,并且设计了1台生物质气化炉。以空气-水蒸汽为气化剂,松木颗粒为原料,对该气化炉进行试验。在仅以空气为气化剂时,确定了最佳空气当量比(ER)为0.263,还原区反应温度达到671℃,燃气热值达到峰值1 569 kcal/Nm3。在ER保持0.263不变的条件下,增加水蒸汽与燃料质量比(S/B),在反应温度高于600℃时,燃气中CO含量逐渐减少,H2含量逐渐增加。当该气化炉以空气-水蒸汽为气化剂,ER为0.263,S/B为0.078时,燃气热值达到最大值1 627 kcal/Nm3。     

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.     

微波高温热解污水污泥制备生物质燃气

为实现污水污泥安全处理处置及能源化的目标,提出一种微波高温热解污水污泥制备生物质燃气的方法.该方法通过在污水污泥中添加不同的微波能吸收物质(活性炭、SiC、石墨及固体残留物),实现污水污泥在微波场内的快速升温及高温热解.采用气相色谱(GC)、气质联用(GC-MS)等方法测定热解气组成、热值、H2S及含氮气体产率,以评价微波高温热解污水污泥制备生物质燃气效能与安全性.结果表明,污泥热解气主要由H2、CO、CO2、O2和CxHy组成,H2S及含氮气体的有效控制是该方法应用的关键.     

高水分褐煤固体热载体部分气化质量平衡和热量平衡分析计算

通过干馏和气化过程产物的加和计算，得到煤气的组成，数量和热值等气化指标；由部气化过程的质量平衡，得到了带出物数量及其含碳率与床层含碳率的关系式；由总气化过程的热量平衡，得到了冷煤气效率和气化热效率等经济性指标。     

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。     

生物质焦油在氧化钙上的催化裂解研究

生物质焦油是生物质气化过程中的有害副产物,它会降低气化效率影响设备运行,所以必须有效地处理清除,本文以氧化钙作为催化剂,在一定条件下用固定床反应器使生物质焦油发生催化裂解,发现氧化钙确实焦油裂解有催化作用。当催化温度为７００℃时,焦油的裂解率为７３．５％,焦油的气化４９．４％,气态裂解产物为甲烷、乙烯和氢气。     

4MWe生物质气化内燃机-汽轮机联合循环发电系统的燃料费用模型

基于4MWe生物质气化燃气内燃机-汽轮机联合循环发电系统生物质燃料供给链,建立燃料费用模型,并以稻草为例估算燃料费用,认识燃料费用的主要构成,讨论生物质电厂容量规模对燃料费用的影响.     

Co-gasification of coal and biomass an emerging clean energy technology: Status and prospects of development in Indian context

Co-gasification of coal and biomass is emerging as potential clean fuel technology to achieve high thermodynamic efficiency with relatively low CO2 emission. The coal and biomass have been exclusively gasified more than a century to obtain gas–liquid fuels and the production of chemicals. Co-gasification has higher efficiency than the solitary coal gasification because the cellulose, hemicellulose and lignin content of biomass help to ignite and enhance the rate of gasification. It is suggested that the extensive research on carbon reactivity pattern, heat release, reaction kinetics, etc. may support to reduce the uncertainties in the co-gasification performance of coal and biomass blends, particularly in India. The prospects of co-gasification technology in Indian context have been discussed considering the abundance of varieties of coal and biomass. The suitability of existing gasifier procedures and their limitations with operating parameters like temperature, residence time, density optimisation, feed rate, agglomeration intensity, the tar formation and techno-economics involved are described. Also, this paper reviews the research highlights of the history of co-gasification and the advancement in upcoming challenges like a design of gasifier, access and preparation of biomass, disposal of residue, environmental concerns and reassurance to the operators for execution of large and small-scale projects.     

新鲜生物质热解气化半焦特性的XRD研究

为了更全面地研究新鲜生物质的热解气化过程，对2种新鲜生物质不同热解气化条件下的半焦特性进行了研究．采用X-射线衍射（XRD）法分别考察了温度、催化剂和水分对生物质热解气化半焦微晶结构的影响．实验结果表明，生物质及其热解残炭中存在类似晶体的微晶；随着热解气化温度的升高，微晶层片直径逐渐增大；加入不同催化剂热解气化后的生物质半焦微晶变小，不同催化荆对微晶结构参数影响方式不同；水分增大也使生物质热解后半焦的微晶变小．随着生物质热解气化的深入，生物质逐渐脱除了非碳原子，其结构趋于有序化；催化剂的加入和生物质中的水分对生物质的热解气化有利．     

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.     

含焦油生物质气还原NO的总包反应机理模型及其数值模拟

为模拟含焦油生物质气再燃过程,建立了总包反应形式的含焦油生物质气还原NO的化学反应机理模型.通过对模拟结果的分析证实了此机理模型的可行性.该模型可用于实际含焦油生物质气再燃过程的模拟计算.     

燃气连续性泄漏扩散规律的研究

燃气的泄漏和扩散会对人员和环境造成极大的危害,为此,利用CFD方法对燃气连续性泄漏后的扩散现象进行了数值模拟.以丙烷为例,着重研究了障碍物宽度、燃气泄漏速度、风速、泄漏源与障碍物的距离等因素对燃气的扩散过程的影响.在大量数值模拟数据的基础上,经分析得到了燃气在扩散过程中遇障碍物阻挡时的分布规律.     

Safety research in the gasification process of novel multi-thermal-source coal gasifier

In order to collect the gas safely produced in the gasification process of the novel multi-thermal-source coal gasifier,based on its gasification skill and the characteristics of the products, this paper analyzes the possible dangers in the gasification process, devises the gasifier eruption and explosion experiments, explores the conditions of gasifier eruption and gas explosion, studies their effects on the gasification process and establishes safe operation measures. Gasifier eruption hazard occurs easily in the gasification process of one-thermal-source coal gasifier when Msio: is far higher than that in the normal adjuvant. The gas permeability in the gasifier is not the same and the power supply is too large. However, similar conditions in the gasification of multi-thermal-source coal gasifier do not produce a gasifier eruption accident so easily. When it erupts, the gasifier should be stopped and then cooled down naturally or inert gas can be sprayed on the gasifier to cool it off, and thus gas explosion can be avoided. There is a possibility of direct gas explosion, but it can be avoided when the gas in the gas collecting space is replaced slowly by supplying a small amount of power or the inert gas fills the space in the previous gasification. The time a fire is lit is strictly controlled, the gas is drawn in by using the aspirator pump, and the gasifier pressure is kept in the state of micro-positive pressure in the middle and later gasification process. The conclusion is that the gasification process of the novel multi-thermal-source coal gasifier is safe according to normal operation rules.