鼓泡流化床生物质富氧气化中试试验研究

以鼓泡流化床为中试反应装置、木屑为原料,试验研究布风板开孔率、床料粒径、床料高度、最小流化速度以及气化介质等对气化结果的影响。结果表明:孔径和开孔率分别为Ф2 mm和0.50%的布风板布风效果较好;床料粒径为0.18~0.25 mm的石英砂,床料高度为140 mm时床内流化效果较理想;最小流化速度受床料粒径和升温速率影响;初步试验测得,富氧气化比例为50%时热值可达9.6 MJ/m~3。     

生物质富氧气化特性的研究

富氧气化是先进的中热值气化方法之一，具有设备体积小，运行稳定等优点。从富氧气化的原理出发，分析氧气浓度，气化当量比等因素对气化结果的影响，并在实验的基础上，分析讨论提高了富氧气化经济性和实用性的途径，总结得到的循环流化床富氧气化的最佳运行条件：氧气浓度，气化当量比约０．１５。     

流化床富氧气化制取煤气的研究

以一个常压流化床为反应器,采用膜分离技术制氧,对煤富氧-水蒸气气化制取煤气的特性进行实验研究,通过对试验数据的分析,探讨了两种不同煤种的典型运行结果,分析H2O/C对气化温度、煤气成分及热值影响,以及氧浓度对实验结果的影响。结果表明氧浓度的提高,明显增加了煤气的热值,氧浓度从21%提高到30%时,煤气热值提高了1.18 MJ/m3;在温度为920℃,氧浓度30%,H2O/C比为1,O/C比为0.8,煤气热值达到5.95 MJ/m3。     

生物质膜法富氧气化制气技术试验研究

利用膜法富氧制气与生物质热解气化技术相结合,在半工业试验的基础上,通过改变固定床气化试验台中的氧浓度等关键反应因素,研究子玉米秸秆在常压固定床气化炉中的气化特性,并总结出燃气热值及燃气主要成分随氧气浓度变化的主要规律.试验研究表明,膜法富氧气化技术是可行的,对改善生物质燃气组分和热值具有较好作用,可用于工程实践.     

内循环流化床生物质气化过程的神经网络模型

基于BP人工神经网络原理,利用MATLAB神经网络工具箱,以实验得到的57组气化实验数据作为样本,建立了一个以加料量和送风量为输入变量,以燃气热值、产气率、碳转化率和气化效率为输出变量,用于描述连续稳定气化过程的内循环流化床生物质气化模型。对模型的隐层节点数和训练周期改变对模拟结果的影响进行了分析,发现当隐层节点数为20,训练步骤为50步,模型的4个输出变量的模拟结果与实验结果相关系数均超过0.95;同时对该模型的预测能力进行了考察,模型预测结果与实验结果吻合良好,证明了该模型具有较强的泛化能力,为生物质内循环流化床气化系统的优化设计和自动控制提供新思路。     

生物质燃料循环流化床锅炉的模型化设计

生物质燃料在循环流化床（CFB）中的燃烧正在得到进一步的应用和开发。在燃煤CFB锅炉模型化设计的基础上，针对生物质燃料的特点和现有的CFB研究成果，进行了生物质燃料CFB锅炉的建模、程序设计和锅炉设计，同时对一些新的模型内容进行了介绍。模型的计算结果同已报道的试验结果较为吻合。     

生物质富氧气化产气特性的实验研究与灰色关联分析

在小型上吸式固定床气化炉内对典型生物质进行富氧气化试验,分析了试验物料、气化温度和氧气流量对气化产气特性的影响。实验研究表明,物料含可燃质多时,产气品位高;随着气化温度的升高,产气中可燃气含量增加;氧气流量增加后,产气热值出现最大值。通过灰色关联分析发现,物料性质和气化温度是影响产气特性的主要因素。     

生物质流化床催化气化制取富氢燃气

以流化床和固定床为反应器，以制取富氢燃气为目标，对生物质催化气化进行了研究。实验所用催化剂为白云石和镍基催化剂。白云石作为流态化催化剂在流化床内使用；镍基催化剂在流化床出口的固定床反应器内使用。重点研究了不同固定床反应条件对气体和氢产率的影响。固定床反应条件为：温度，650～850℃，催化剂质量空速，2．68～10．72h^-1。在催化反应器出口，H2体积平均含量超过50％，CH4含量降低50％左右，C2组分降低到1％以下。在实验条件范围内，最高气体产率可以达到3．31Nm^3／kg biomass，最高氢产率可达到130．28g H2／kg biomass，对镍基催化剂350min的寿命测试表明，该系统具有较稳定的操作性能。     

生物质颗粒热载体流化床热解模型

应用热解的分布活化能模型,考虑生物质热解的吸热效应,对生物质颗粒在热载体流化床中的热解过程进行了数值计算,计算结果表明:由于导热热阻的存在,生物质颗粒内部存在一定的温度分布,开始时表面和中心温差较大,随着时间的推移,颗粒内部逐渐趋于等温;生物质颗粒的热解时间随粒径的增大而增加;在0.5～2.0m/s的气速计算范围内,生物质颗粒的热解时间随操作气速的升高而缩短,随床温的升高而减小;热解吸热效应对生物质颗粒挥发份释放过程影响很大,在计算的时候不能予以忽略.     

生物质流化床气化制取富氢燃气的研究

以流化床为反应器，对生物质空气-水蒸汽气化制取富氢燃气的特性进行了一系列实验研究。在本实验中，气化介质(空气)从流化床底部进人反应器，水蒸汽从进料点上方通人反应器。在对实验数据进行分析的基础上，探讨了一些主要参数如：反应器温度，水蒸汽／生物质比率S／B(Steam／Biomass Ratio)，当量比ER(Equivalence Ratio)以及生物质粒度对气体成分和氢产率的影响。结果表明：较高的反应器温度，适当的ER和S／B(在本实验研究中分别为0．23，2．02)，以及较小的生物质颗粒比较有利于氢的产出。最高的氢产率：71gH2／kgbiomass是在反应器温度为900℃，ER为0．22，S／B为2．70的条件下取得的。     

煤的富氧气化特性研究

根据煤不同组分和不同反应阶段的特点,实施煤的热解、气化、燃烧分级转化,可以使煤气化技术简化,并有效解决煤中污染物的脱除问题。基于分级转化的思想,在小型流化床实验台上,采用枣庄烟煤为主要原料,研究了氧气浓度和空煤比对气化过程的影响,并与空气气化的结果进行对比分析,可为研究煤部分气化及半焦燃烧集成提供理论依据。     

生物质富氧气化气作为机动车燃料的初步试验

试验研究了生物质气化产出气作为机动车燃料的可行性.在实际运行的生物质气化系统中进行了富氧试验,并将生物质富氧气化产出气作为机动车燃料,进行了行驶试验.分析了富氧气化剂对于气化产出气成分的影响,对生物质气化产出气作为机动车燃料的经济可行性进行了简单分析.结果表明,采用富氧气化剂可以明显提高产出气的热值,增加气体的能量密度,同时,产出气作为燃料能够满足机动车的动力性要求;在生物质原料成本控制在一定范围内的情况下,生物质气化产出气作为汽车燃料能够体现一定的经济性.     

生物质循环流化床机组协调系统模型研究

针对生物质循环流化床(CFB)机组,通过机理分析,研究了生物质燃烧的动态过程,建立了生物质CFB锅炉燃料侧燃烧模型。通过能量守恒,确定了生物质CFB机组汽水侧和汽机侧主要参数之间的函数关系,建立了负荷控制系统模型。基于某30 MW生物质CFB机组实际运行数据,通过稳态工况推导、回归分析和遗传算法辨识了模型的参数和函数关系,在Simulink软件平台验证了模型的结果并进行了模型阶跃试验。结果表明：模型的输出与实际数据能较好地吻合,主蒸汽压力、负荷的平均相对误差均在4%以内,阶跃响应符合实际经验,证明建立的模型能够反映机组的动态特性。     

富氧气氛下循环流化床煤燃烧试验研究

在O2／CO2气氛和O2／N2气氛下,对氧浓度为21％～35％的循环流化床进行了煤燃烧的试验研究,比较了不同气氛下的煤燃烧特性和炉内温度分布以及NOx、NO2的排放规律和脱硫效率．试验显示富氧气氛下煤能够稳定燃烧,循环回路通畅;给煤量一定,随着试验气氛中氧含量的增加,燃烧效率逐渐增高．O2／CO2气氛下的燃烧效率略低于相同氧含量的O2／N2气氛下的燃烧效率;随着试验气氛中氧含量的增加,NOx排放量增加,SO2排放量略有减小,石灰石脱硫效率略有提高．     

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.     

生物质流化床燃烧过程中的结渣特性

在生物质燃料的热化学转化技术中,生物质流化床燃烧技术具有诸多独特的优势,但在实际的流化燃烧利用过程中,经常出现床料结渣的现象.文章对这一现象进行了概述,并从生物质燃料特性、运行条件、床料类型以及覆盖层的形成等方面分析了结渣的影响因素,探讨了由床料与燃料灰之间发生反应所引起的结渣的内在机理,最后提出了相应的防止措施.     

生物质无氧气化制氢系统的热力学计算

介绍了一种基于CO_2接受体气化法的生物质无氧气化制氢系统。采用热力学平衡模型,研究了以玉米秸这一典型生物质为原料时系统压力、温度、[H_2O]/[C]比、[Ca]/[C]比对制氢过程的影响规律。获得典型工况下,系统制氢效率对这几个参数的相对线性敏感性系数。结果表明,H_2浓度在一定范围内随压力升高而明显增大,同时H_2产量会有少量降低,过高的温度会明显降低H_2产量及浓度。综合考虑,合适的气化压力在1.3～2.5MPa之间,不同压力具有不同适合制氢的最高温度。[H_2O]/[C]比的提高可以促进H_2生成,但大于1.5之后,H_2浓度明显下降,合适的[H_2O]/[C]比在1.5～2.0之间。[Ca]/[C]比的增加有利于H_2产量及浓度的提高。线性敏感性系数的计算表明,计算工况下[H_2O]/[C]比对制氢效率的影响非常大,压力和温度的影响也比较显著,[Ca]/[C]比的影响为零。     

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/m3,气化效率72.6%。     

流化床生物质气化发电过程动力学建模与验证

为更好地描述生物质气化过程的反应机理,文章从模型采用的反映速率形式出发,对已建立的动力学模型[1]做了进一步修正,并拟和了以松木屑为生物质原料的气化反应动力学参数,建立了包括质量平衡方程、反应动力学方程以及能量平衡方程在内的整体生物质气化动力学模型。最后以MATLB为平台,通过模型仿真,从反应进程以及最终气体组分两个方面验证了模型的可靠性。为进一步应用该模型评价和优化流化床生物质气化过程气化方案和气化参数打下了基础。