下吸式固定床的生物质H2O/CO2气化数值模拟研究

利用Aspen Plus 软件建立干桦木屑在下吸式固定床气化炉中的气化模型,模拟值与文献实验值吻合良好。利用Aspen Plus的灵敏度分析模块模拟分别以水蒸气（H₂O）和二氧化碳（CO₂）为气化剂时气化剂/生物质碳比（GC值）对气化结果的影响,并结合H₂O、CO₂各自的特点研究其复合气化。结果表明,H₂O气化时可获得富氢煤气,但其净CO₂排放量较高;CO₂气化时碳转化率及冷煤气效率较低,但净CO₂排放量较低;H₂O、CO₂复合气化使碳转化率及冷煤气效率略有降低,但可有效减少气化系统中的净CO₂排放量。     

固定床移动层下吸式生物质气化炉的研究

1前言我国生物质资源丰富，如能有效地利用，将会大大缓解农村常规能源的紧张状态。针对浙江省农村电力不足，同时又有大量谷壳用作燃料，且燃烧效率很低（约10％左右）的情况，浙江省能源研究所与中国水稻研究所进行了小型移动式生物质气化发电系统的研究。本文就该系统固定床移动层下吸式生物质气化炉的设计及试验情况作一介绍。2气化炉的主要结构小型移动式生物质气化发电系统主要由气化炉、净化冷却装置和发动机组成，其中气化炉为固定床移动反应层下吸式气化炉，其结构具有如下特点：（1）气化炉主要由内外两个简体组成。内筒从炉栅网…     

下吸式生物质气化炉气化性能研究

生物质固定床气化技术具有运行稳定、可提供清洁能源等优点,但也存在气化效率差,燃气热值低的问题.以采用炉膛集中供风技术和还原区热量包裹技术的下吸式气化炉为研究对象,研究护膛温度、空气当量比(ER)对燃气成分、燃气热值、气化效率等气化性能的影响,并与以往研究结果进行对比分析.实验表明,该气化炉能保证在较低ER内(0.1～0...     

稻壳在固定床中空气气化的数值模拟

利用Aspen Plus建立稻壳在上吸式固定床气化炉内的空气气化模型,该模型预测气化温度、产气组分和热值,与试验数据吻合良好。利用Aspen Plus的灵敏度分析模块研究空气当量比ER值对气化温度、气体组分、产气热值以及气化效率的影响。结果表明:随着ER值的增加,气化温度逐渐升高,CO、H2和N2含量逐渐增加,而CH4和CO2含量逐渐减少,热值和气化效率也随之降低。     

户用型下吸式生物质气化炉性能研究

由于生物质能具有储量大、环境友好等特点,生物质气化技术尤其是户用型气化技术在我国农村应用值得研究。论文在建立下吸式户用型气化系统上,研究了不同生物质原料的气化性能,如对温度分布、气化效率、燃气热值、燃气产量等,并进行了焦油脱除效率的研究。结果表明,该炉型的气化效率可达70％,燃气热值达到6MJ／m3,燃气中焦油含量降低至20mg／m3。     

生物质气化制氢的模拟

以秸秆为研究对象,利用Aspen P lus软件建立气化反应器模型,对生物质气化制氢进行模拟计算.探讨不同反应条件,包括气化温度、生物质与蒸汽质量配比以及催化剂对富氢气体成分的影响.计算结果表明,未加催化剂条件下,采用生物质蒸汽气化技术可获得体积分数为6000/以上的富氢燃料气,增大蒸汽与生物质质量配比有利于氢气产率的提高;添加CaO、MgO催化剂可较大幅度地提高氢气产率,氢气体积分数最大可达到9400/,其中CaO对生物质气化制氢过程的催化作用非常显著.     

上吸式固定床生物质气化炉的结构优化及数值模拟

以广州某公司的气化效率较低的上吸式固定床气化炉为研究对象,利用数值模拟研究方法,对气化炉的结构进行优化改进。分别对单面、双面、三面进风的炉内气流进行研究,探究进风口与水平面的夹角对炉内气流的影响。结果表明：采用双面进风,下倾角为45°时,炉内气流分布状况最佳。结构优化方法为生物质气化炉体改造提供参考。     

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。     

下吸式生物质气化炉热力学平衡模型研究

建立下吸式生物质气化炉热力学平衡模型,该模型包括焦炭、焦油和气体,并用已公布的实验数据对模型进行验证,均方根（RMS）在1.304~3.814之间,结果表明该模型的预测值与实验数据吻合较好,可认为模型可靠。然后模拟棉秆在下吸式生物质气化炉中以空气和富氧气体2种气化氛围下,不同操作参数(当量比、预热温度和气化炉反应温度)下对棉秆气化的气体组分、热值和产率的影响。模拟结果表明：富氧气体为气化剂时,当量比从0.20增至0.35时,气体中N₂含量比空气显著下降,达10%以上,同时发现能提高气体中H₂和CO的含量和热值,热值比空气提高约20%。预热温度对气化成分变化影响有限,随预热温度从30 ℃变化到130 ℃,气体的平均热值从空气的5.2 MJ/m³提高到富氧气体的7.0 MJ/m³。随气化炉内反应温度从750 ℃升至1250 ℃,空气和富氧气体2种气化剂下的H₂和CO分别从20.94%、26.84%和21.77%、28.67%下降到4.06%、9.12%和10.49%、21.60%,导致气体的热值降低。     

上吸式固定床生物质气化炉模拟优化

为了提高上吸式固定床生物质气化炉的燃气产物产量和品质,通过模拟试验对气化炉进行优化设计,使生物质气化炉装置的流场分布均匀,氧化层和还原层反应充分。通过热态试验分析生物质气化炉炉内床层温度分布、燃气产物成分、气化强度、产气率与入炉空气量的关系,得到该上吸式固定床生物质气化炉的最佳入炉空气量条件。结果显示：优化设计后的气化炉气化效率达到70%以上,有效提高了生物质炉的气化能力。     

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。     

中型流化床中二次风对生物质气化的影响

以空气为气化介质,在中型管式布风流化床(截面积300×300mm2,高5m)反应器上考察了二次风的加入(占一次风比例的0-40%)对生物质(木屑)气化效果、二次反应和焦油产率的影响。在进料量39kg/h,一次进风量50Nm3/h条件下进行。实验结果表明,加入二次风显著改变了碳转化率、气化效率和焦油产率,而对二次反应影响不大。得到最佳二次配风比为30%,此时,燃气低热值为5453kJ/m3,产气率、碳转化率和气化效率分别为2.46m3/ kg、97%和85%;焦油含量降低了约62.6%。     

中型流化床中的生物质气化实验研究

以空气为气化介质,在中型流化床反应器上进行了生物质(木屑)气化实验研究。考察了当量比ER(0.20～0.34)、气化温度(670～820℃)对气化结果的影响,初步探讨加入二次风对气化的影响。在实验研究的条件范围内,煤气热值在5650～6665kJ/m3范围内变化,生物质产气率在1.51～2.26m3/kg之间变化,碳转化率在74.3%～90.8%之间变化,气化效率达到61.8%～78.1%;加入适量二次风可以提高气化效率和碳转化率,减少焦油含量。实验结果表明:此流化床气化炉当气化温度在720～770℃之间,当量比ER在0.24～0.28之间时,气化效果最好,此时煤气热值可达到6400～6600kJ/m3,产气率为1.75～1.95m3/kg,碳转化率为83%～89%,气化效率高达71%以上。     

生物质内循环流化床气化炉结焦特性

分析了近年来生物质流化床气化炉的结焦研究的状况,总结了影响生物质流化床气化过程中结焦的因素和确定结焦时最小流化速度的几类计算方法。分析了辽宁营口160kW气化装置结焦过程中运行参数的变化情况,给出防止结焦发生的一些措施。     

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。     

生物质费托合成制取液体燃料的仿真及分析

以生物质费托合成制取液体燃料工艺为基础,利用Aspen Plus软件建立其流程的仿真模型,研究各单元操作参数变化对航空煤油产量的影响,并在最优工况下对系统进行能量分析.结果表明:生物质气化单元对航油产量的影响主要来自产物合成气中H2与CO物质的量之比(H2/CO),最优操作条件为T=750℃,P=0.1 MPa,进口水...     

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。     

碳酸盐中CO2气化生物质制合成气

以杉木屑为原料,CO2为气化剂,熔融碳酸盐Li2CO3-Na2CO3-K2CO3(LNK)为热介质和催化剂进行气化制合成气(H2+CO)的研究,考察气化剂CO2流量、CO2通入方式、复合熔盐体系中添加的金属氧化物种类和Cr2O3含量等因素对气体产物组成分布及产率的影响.结果表明:CO2流量显著影响气化反应的平衡;以鼓泡...