生物质流态化催化气化技术工程化研究

在研究开发的内循环锥形流态化气化炉内。对稻草、麦草等软秸秆物料粉碎后，或者直接使用木屑等细粉状原料，进行了热解气化和催化气化的工程化应用试验研究。研究结果表明：气化反应在600—820℃的一个较宽温度范围内，均能稳定连续运行。麦草原料气化所产生的煤气热值比稻草和稻壳都高，其热值可达7716kJ／m^3。木屑气化所产生煤气热值最高则达9064kJ／m^3，远远高于一般生物质气化煤气。对流化床气化来讲，即使在非催化气化条件下，其气化产生的煤气热值比采用下吸式气化炉产生的煤气热值提高40%左右，并且气化温度较固定床(上吸式、下吸式)气化炉低。同时进行的催化气化试验发现，催化剂CaO能明显提高煤气热值、降低CO组分，Na2CO3催化气化能提高气体H2的含量。在800℃试验时，添加催化剂能明显提高气体的热值。     

成型生物质流化床气化及结渣影响因素研究

为提高生物质气化产物的品质,采用成型桉树皮和成型玉米秸秆2种典型农林废弃物,并选取稻壳和木屑作为对比,在中试规模的流化床实验台上进行气化实验,得到成型桉树皮、成型玉米秸秆、稻壳和木屑的最佳空气当量系数,分析了成型生物质在气化中出现结渣现象的原因。结果表明：在实验条件下,成型桉树皮、稻壳和木屑的最佳空气当量系数为0.20,其燃气热值分别为5.5 MJ/m³、5.5 MJ/m³、6 MJ/m³,气化效率分别为60%、45%、52%;成型玉米秸秆由于其高灰分、低热值,所需空气量更大,最佳空气当量系数为0.24,燃气热值为4 MJ/m³,气化效率为35%;气化温度提高可促进不同生物质的气化反应,碱金属、碱土金属含量较多的成型生物质在气化过程中更易结渣。     

生物质气化技术研究现状及发展前景

讨论了生物质气化技术的基本原理和基本过程，阐述了生物质气化反应器（气化炉）及生物质气化的技术关键，指出了气化技术在我国广阔的发展前景。     

生物质气化发电

生物质气化发电系统采用农业、林业和工业废弃物为原料 ,也可以以城市垃圾为原料。固定床气化炉用于小规模气化发电系统 ,采用内燃机发电方式 ;流化床气化炉用于大、中规模气化发电系统 ,采用燃气轮机或蒸汽轮机发电方式 ,也可采用内燃机发电方式。图 1表 2参 2。     

废弃生物质流化床气化能量回收研究

本文针对废弃生物的能量再收进行讨论,并用实验测试数据加以论证。在对有代表性的木屑,砻糠、杂草和城市生活垃圾等生物质进行了流化床的冷态模拟和φ200炉子的热态气化试验,得到了满意的结果。主要结论为:固体生物质废料经适当粉碎干燥后即可以用该化床进行资源回收;气化物料度<200mm(单尺度),水份含量<30％时可制得约5μJ/μ~3的粗煤气;采用流化床气化处理法进行资源回收不仅具有废料处理量大(强度达1.5T/μ~2H_r)而且回收的资源能量品位高是最方便实用的气体燃料。 显然,通过本文的研究结果,可以看到目前普通存在的城市垃圾,废弃生物处理的有效手段——流化床处理法的诱人、广泛和美好的前景。     

生物质在流化床中的气化实验

笔者在意大利Ａｑｕｉｌａ 大学同该校Ｒａｐａｇｎａ 副教授和伊朗博士生Ｊａｎｄ Ｎａｄｅｒ 以中国某木材加工厂的加工剩余物木屑为原料,用小型流化床进行了空气气化实验。反应温度控制在８００ ℃,气化效率可达７０ ％ ,气化气热值在６ ～１２ ＭＪ／Ｎｍ ３ 。随着空气供给量的增加,气化气热值降低而产气率增加。     

生物质气化发电技术讲座(2)生物质气化工艺的设计与选用

生物质的气化有各种各样的工艺过程。从理论上讲,任何一种气化工艺都可以构成生物质气化发电系统。但从气化发电的质量和经济性出发,生物质气化发电要求达到发电频率稳定、发电负荷连续可调两个基本要求,所以对气化设备而言,它必须保证燃气质量稳定、燃气产量可调,而且必须连续运行。在这些前提下,气化能量转换效率的高低就是影响气化发电系统运行成本的关键。气化形式选定以后,从系统匹配的角度考虑,气化设备应满足以下要求:从实际应用上考虑,固定床气化炉比较适合于小型、间歇性运行的气化发电系统,它的最大优点是原料不用预处理,而且设备…     

生物质气化发电技术讲座(7)大中型生物质气化发电系统应用实例分析

1 中型生物质气化发电系统。中型生物质气化发电系统一般采用流化床气化工艺，发电规模为400～3000kW。中型生物质气化发电系统在发达国家应用较早，所以技术较成熟，但由于设备造价很高，发电成本居高不下，所以，在发达国家应用极少。近年来，我国开发出了循环流化床气化发电系统，由于该系统有较好的经济性，所以在我国推广很快，已经成为国际上应用最多的中型生物质气化发电系统。     

生物质气化制氢中的流化床工艺选择

可再生的生物质及其他含碳燃料气化后能够产生富氢气体。通过回顾生物质气化技术,从现有的10种气化工艺中筛选出3种可用于生物质制氢的气化工艺:FERCO Silvagas、MTCI和FICFB工艺,并加以详细介绍。同时分析了将流化床应用在生物质气化制氢工艺中的优点及需要进一步开展的研发工作。     

流化床中生物质气化的数值模拟

基于欧拉多相流模型,自编化学反应子模型,通过建立生物质流化床气化动力学模型,对某实验室规模的流化床生物质气化炉进行了数值模拟,研究了蒸汽与生物质的质量比（mS/mB）、生物质粒径对产气组分、蒸汽分解率等的影响.结果表明：mS/mB增大,H2体积分数先上升后保持不变,而CO和CH4的体积分数先下降后几乎不变,蒸汽分解率下降;生物质粒径减小有利于气化过程,使CO和H2的体积分数明显上升;计算结果和试验结果基本吻合,表明基于欧拉多相流的动力学模型能对流化床中生物质的气化进行比较准确的模拟.     

生物质流化床燃烧/气化的烧结特性与机理综述

流化床燃烧/气化是生物质高效规模化能源利用的主要方式之一,由于生物质在较低温度下燃烧/气化时就容易发生床料烧结,影响了系统安全稳定运行,阻碍了能源利用效率的提高.系统地归纳了不同生物质在不同种类床料状态下燃烧/气化时烧结所需的特征温度,分析了生物质种类、碱金属含量、反应气氛与烧结温度之间的联系,结合相关研究,对生物质的烧结机理进行了分析和总结,对烧结温度预测方法和模型的优缺点进行了剖析和比较,对生物质燃烧/气化烧结机理进一步研究、预测模型的优化等提出了积极的建议,以期为相关研究的深入开展和生物质能规模化利用水平的提高提供有意义的参考.     

高温快速加热条件下压力对煤气化反应特性的影响

建立了一套能同时实现高温高压和快速加热的实验设备和研究方法,使煤气化反应动力学基础研究能在与实际气流床煤气化炉相近的条件下进行.研究表明,当CO2体积分数相同时,最大CO生成速度随压力的升高而升高;煤焦的气化反应速度随全压的升高而升高.即使全压和CO2体积分数不同,只要CO2的分压、温度等其他条件相同,煤焦的气化反应速度就基本上一致.说明全压和CO2体积分数对煤焦气化反应速度的影响可以归纳为CO2分压的影响.高温快速加热条件下,除了温度以外,CO2分压是影响煤气化特性的重要因素.     

采用流化床或低倍率循环流化床燃烧生物质发电的建议

介绍了国内外生物质发电现状及国内存在问题,指出采用流化床或低倍率循环流化床燃烧生物质发电比较合适国内推广应用。     

生物质能流化床转化利用技术实践

大力开发生物质能的流化床转化利用技术 ,将我国丰富低品位的生物质能转化为高品质的电、热、气和油等 ,不仅可以节省能源和调整能源结构 ,还能有效应对由于CO2 的大量排放而引起的全球变暖与温室效应等问题。介绍了我国生物质能的资源状况及利用情况 ,分析了几种生物质能流化床转化利用技术 ,特别是简要地介绍了浙江大学在生物质能流化床转化利用方面所进行的部分工作和取得的成绩     

生物质气化原理及设备浅析

生物质作为一种可再生的洁净能源,其气化技术得到大力发展。本文对生物质气化的基本原理及气化工艺类型进行了简要介绍,同时阐述了主要气化炉类型的工作原理及优缺点,如固定床原料适应性广,但难以大型化,流化床气化效率高但结构复杂;并对气化炉的特性进行浅析,对生物质气化工程的设计及运行具有指导意义。     

不同形式的循环流化床生物质气化炉

循环流化床生物质气化炉相比固定床生物质气化炉有许多优点,更适用于工业化生产,目前在生物质气化领域应用的循环流化床主要有外循环流化床,内循环流化床和双流化床。介绍了这几种循环流化床气化设备的典型结构和研究进展,并对其各类循环流化床气化装置的特点做出了分析和讨论。     

流化床部分煤气化实验研究

在一台小型流化床部分煤气化气化炉上,以空气和水蒸气为气化剂,在不同操作条件下(给煤量、流化风量和蒸气量),进行了三种不同煤种的气化实验。研究结果表明,床温随给煤量和蒸汽量的增加以及流化风量的减小而降低;在一定范围内。煤气中CO含量随给煤量、流化风量和蒸汽量的增加以及煤化程度的降低而升高;煤气中H2含量随给煤量和煤化程度的升高以及流化风量和蒸汽量的减小而降低;CH4含量随给煤量的增加而增加,随流化风量、蒸汽量和煤化程度的升高而降低。另外,煤化程度升高,生成煤气的热值减小。     

生物质在流化床中热裂解的试验研究

以稻壳为原料,在自制的小型流化床上研究了生物质快速热解反应温度对生物油产率的影响.结果表明:在450℃、500℃、550℃和600℃4种热裂解温度中,500℃时平均产油率最高为52.87%.对热解产物进行分析发现:生物油是1种复杂的舍氧有机化合物和水组成的混合物,几乎包含了所有化学类别的有机物;气体产物中主要以CO、CO2、CH4和C2-C4为主,CO、C2-C4和CH4的浓度随着温度的升高而上升;热解焦样则随温度的升高,其表面形态出现断裂破碎.