木块在流化床气化炉内气化特性的试验研究

利用自行设计的小型流化床试验装置系统,对城市生活垃圾中木块组分在不同的反应温度、不同的过量空气系数下进行了空气气化实验。分析了在流化床气化炉中,这些反应条件对木块转化为气化气的影响以及在不同的气化反应条件下,木块气化气成分、产气率、气化气热值及气化效率的变化规律。最后,提出了流化床城市生活垃圾气化熔融技术中一些有价值的运行参数范围。     

生物质高温空气气化的分析与探讨

简述了生物质高温空气气化的工作原理 ,对气化的两个阶段进行了详细探讨 ,就气化参数对生物质高温空气的影响进行了深入分析 ,结果发现 :随蒸汽消耗率的增加气化温度降低 ,而气化所得的煤气热值增大 ;气化温度随氮碳比的增大而升高 ,而气化所得的煤气热值却随氮碳比的增加而降低 ;煤气热值随气化温度的增加而增大 ,但是增加量不大     

基于Aspen Plus平台的污泥富氧气化模拟

以污泥为研究对象,利用Aspen Plus软件建立气化反应模型,对生物质高温氧气气化进行模拟计算。探讨了不同反应条件,包括空气当量比、气化压力以及污泥含水率对气化温度、气化产物、产气热值的影响。结果显示,污泥高温氧气气化得到的可燃气体主要成分为CO、H2、CO2和H2O,H2S含量很少,CH4含量基本为零;污泥含水率的增加,必须提高空气当量比才能确保气化温度在1 000℃以上;随着空气当量比的增加,CO和H2含量降低,产气的热值也降低;随气化压力的升高,H2S和CH4的含量增加,但CO和H2的含量却降低,产气的热值随压力的增加略有提高。     

模拟垃圾流化床气化特性的实验研究

利用自行设计建造的处理量为2.5 t/d大型流化床气化实验平台,在反应温度为550~750 ℃、空气系数0.4的工况下,对模拟垃圾(municipal solid waste,MSW)进行了气化试验研究,讨论反应产物特性随反应温度的变化规律。结果表明,对于模拟垃圾,在反应温度为650 ℃,空气系数0.4时能自稳定反应,气化气的可燃成分随温度上升而升高, 750 ℃ 时气化气的热值达6.9 MJ/m3,能量转化率63.5%;含碳飞灰的产率占反应物料的10%左右,在1 200 ℃即可以达到完全熔融,其自身热值15~29 MJ/kg。可凝物的产率占到了反应物料的30%~50%,可凝物中水分含量65%~93.5%。     

气化熔融焚烧工艺与城市生活垃圾热解特性的适应性研究

城市生活垃圾气化熔融技术以其无害化、减量化和资源化优势,成为极具发展潜力的新一代废弃物处理技术。为开发该技术在我国应用的适宜工艺,采用TG-DSC热分析仪,研究了不同终温、升温速率、气氛和含水率下我国城市生活垃圾典型有机混合物的热解特性。研究结果显示,我国采用该技术处理城市生活垃圾,气化温度应控制在600℃~650℃;升温速率、实际空气量与理论燃烧空气量的当量比以及物料含水率是该技术工艺的重要影响参数,应合理控制,以期获得较高的气化效率。     

基于神经网络的生活垃圾低位热值计算模型的研究与应用

新能源利用是国家能源战略的重要组成部分,垃圾焚烧发电将在新能源中扮演重要的角色。生活垃圾低位热值不但是垃圾处理方式选择的重要参考指标,也是垃圾焚烧电厂设计的重要依据。介绍了基于BP（back propagation）神经网络建立的生活垃圾低位热值计算模型,该模型通过对以往热值计算实例进行学习,能自动从实例中提取生活垃圾热值计算的方法,给出不同物理成分的垃圾低位热值大小。最后,用该模型对3 个城市的垃圾低位热值进行计算,并与理论计算结果和实验室测量结果对比,可以得知本计算模型可以较好地计算垃圾低位热值,具有一定的工程应用意义。     

城市生活垃圾气化技术研究进展

简单介绍了城市生活垃圾的特点及能源回收方式,指出气化技术是新型的垃圾处理技术,具有高效的能源利用率和良好的环保特性,且气化和熔融技术相结合以其严格的污染控制、显著的减容性和高效的资源回收率等优点被认为是城市生活垃圾焚烧技术最具有潜力的替代技术。综述了城市生活垃圾气化处理技术的原理、工艺流程及其国内外发展现状,分析了现有技术的优缺点,按气化焚烧技术和气化熔融技术的分类对典型的垃圾气化工艺流程进行了重点介绍和分析,并对垃圾气化技术本土化应用的可行性进行了有益探索。     

水分对城市生活垃圾热解气化特性影响的试验研究

利用自行设计的大物料量等温热重实验装置及气体产物在线分析装置,就气化反应温度段600～800℃的范围内,水分对城市生活垃圾热解气化特性影响进行了实验研究。通过对比有无水蒸气工况下的实验结果,分析了水蒸气对垃圾热解气化各反应段的影响,着重研究了产气量、产气成分及产气热值在不同温度下受水蒸气影响的变化规律。结果显示,水蒸气对垃圾热解气化失重过程的影响十分微弱,而对气态产物的重整和二次裂解的影响比较明显,温度越高影响越剧烈。尤其是800℃时,水蒸气的存在使得产气量大幅提高,可燃气成分如CO、CH4及H2的含量增大,产气热值增加。     

垃圾特性对其气化产物影响的研究

在温度为650℃、过量空气系数为0.4的条件下,对城市生活垃圾的4种典型组分(聚乙烯、橡胶、木竹和纸)进行气化试验研究。运用灰色关联分析理论,考察物料性质对气化合成气的影响。CO和H2的主要影响因素为固定碳;CH4和C2H4的主要影响因素为挥发分;CO2和O2的主要影响因素为水分。影响总体气化气的因素依次为:固定碳水分挥发分灰分。     

稻壳空气／水蒸气气化再燃特性实验研究

为解决生物质燃料热化学转化过程中,生物质灰易结渣和气化气含量焦油高的2个难题,提出生物质低温气化后再燃的实验方案,并在自行设计的生物质气化再燃实验台上,通过改变稻壳气化介质的过量空气系数（αag）和雾化水与气化空气质量比S／A,利用高温热电偶测量了距震动炉排500mm处气化室的温度,以及炉膛内火焰锋面温度;并利用SP．3420A气相色谱仪离线分析了不同工况下,震动炉排上方1000mm处气化室的气体的体积百分含量。实验结果表明：随着αag的增大和S／A的降低,气化炉内的温度升高;而粗合成气燃烧形成的火焰锋面温度随αag和S／A的增大而降低;在αag=0．35,S／A=0．10时,气化炉内H2的体积百分含量最大CO的体积百分含量随着αag的增大而增大,但增大的趋势逐渐减小;CH4的体积百分含量随着αag的增大而增小,随S／A的增大有缓慢增大趋势。该文试验和分析结果为生物质气化再燃锅炉的设计和运行提供了依据。     

废弃物与煤混合气化产气特性的试验研究

采用气化焚烧炉对典型城市固体废弃物与煤的混合物料进行气化试验,气化介质分别为空气、氧气及水蒸气。研究了物料、气化温度、气化剂及气化剂流量等对气化产气特性的影响,结果表明,当物料含可燃质高时,产气品位好;空气作气化剂时产气的热值低于氧气作气化剂时的产气热值;当气化剂为氧气时,加入适量的水蒸气可提高产气品位;气化剂的流量发生变化时,气化产气成分相应改变;气化温度升高后,产气中燃气含量有所增加。     

水分对垃圾焚烧影响的实验研究

以层燃-流化复合垃圾焚烧为研究背景,利用实验方法,从垃圾干燥、层燃、流化燃烧3个方面研究了水分对垃圾焚烧过程的影响。垃圾中的过多水分导致垃圾的干燥过程延长,阻碍了垃圾的起燃,吸水性强的垃圾携带较多水分比吸水性弱的垃圾更能阻碍燃烧。在低温层燃状态下,因水煤气反应等作用,CO生成量随着含水率的增加而增加,高温下由于H2O能促进CO的氧化反应,CO随着含水率的增加而降低。高挥发分PVC、PS、木屑等燃料在层燃状态下可产生较高的CO。随着H2O的增加,N向NO、H向CH4的转化率多呈增加的趋势。而在流化燃烧状态下,随着水分的增加,CO降低,NO降低,表明H2O分子在流化床内对燃烧在机理上有强化作用。     

城市垃圾气化熔融处理技术探讨

介绍了一种崭新的垃圾处理技术——气化熔融技术,它具有彻底的无害化、显著的减容性、高效的能源利用率等优点。对目前存在的几种气化熔融技术进行了分类,详尽介绍了各自的工艺流程、适用条件、主要特点等,分析了气化熔融技术控制二恶英排放的机理。最后结合我国实际情况,提出一套新颖的城市垃圾处理系统:移动床—流化床气化熔融系统。     

A thermodynamic analysis of operating conditions under which coal-water fuel is gasified in flow

A thermodynamic analysis of processes through which coal-water fuel is gasified in a flow is carried out. The influence of temperature, pressure, relative quantity of air, and fraction of moisture in coal-water fuel on the gasification efficiency, content, and yield of synthesis gas is studied.     

垃圾衍生燃料气化动力学特性研究

采用气化工艺处理城市固体废物不仅可以从中回收能源,同时还可以降低二次污染的影响。采用热重分析法对垃圾/生物质为1:1、1:2、1:3和纯生活垃圾的RDF样品进行气化研究,通过分析不同物料比、不同升温速率、不同气氛、不同终温对RDF气化反应过程的影响,得出RDF气化反应动力学参数。研究表明随着升温速率的增加,产气中H2的产量呈上升趋势,CO和CH4的产量先升高再降低;随着O2含量的增加,RDF的气化效果越来越好,其气化产气中H2的含量呈上升趋势。     

Numerical investigation of the staged gasification of wet wood

Gasification of wooden biomass makes it possible to utilize forestry wastes and agricultural residues for generation of heat and power in isolated small-scale power systems. In spite of the availability of a huge amount of cheap biomass, the implementation of the gasification process is impeded by formation of tar products and poor thermal stability of the process. These factors reduce the competitiveness of gasification as compared with alternative technologies. The use of staged technologies enables certain disadvantages of conventional processes to be avoided. One of the previously proposed staged processes is investigated in this paper. For this purpose, mathematical models were developed for individual stages of the process, such as pyrolysis, pyrolysis gas combustion, and semicoke gasification. The effect of controlling parameters on the efficiency of fuel conversion into combustible gases is studied numerically using these models. For the controlling parameter are selected heat inputted into a pyrolysis reactor, the excess of oxidizer during gas combustion, and the wood moisture content. The process efficiency criterion is the gasification chemical efficiency accounting for the input of external heat (used for fuel drying and pyrolysis). The generated regime diagrams represent the gasification efficiency as a function of controlling parameters. Modeling results demonstrate that an increase in the fraction of heat supplied from an external source can result in an adequate efficiency of the wood gasification through the use of steam generated during drying. There are regions where it is feasible to perform incomplete combustion of the pyrolysis gas prior to the gasification. The calculated chemical efficiency of the staged gasification is as high as 80–85%, which is 10–20% higher that in conventional single-stage processes.     

废弃物焚烧锅炉内错列管束的对流换热特性

该文为了研究废弃物焚烧锅炉尾部错列管束的换热计算方法，基于模化实验原理，共做了108种工况的实验，得出了低雷诺数工况的换热计算方法。实验研究表明：烟气中水分浓度的增加增强了烟气的换热性能，并随着温度的增加和水分体积浓度的增加而更为明显，这是因为水分浓度的增加减小了热边界层的厚度并改变了烟气的导热系数，进而减小了热边界层的热阻。对比3种管束结构的换热性能表明：高水分烟气换热性能主要随纵向节距的减小而增加，随着横向节距的增加而增加。     

基于CaSO4载氧体的煤化学链燃烧还原反应实验研究

基于CaSO4载氧体的煤化学链燃烧技术,采用小型流化床模拟燃料反应器,对煤气化–CaSO4还原反应展开实验研究。水蒸气作为气化及流化介质,煤气化气体产物(CO、CH4、H2)与CaSO4发生还原反应。结果表明,煤气化是煤气化–CaSO4还原反应过程的控制步骤;CH4、H2累积量随温度升高呈减少趋势,高于950 ℃时反应产物中无CH4、H2,温度低于950 ℃时CO累积量随温度增高亦呈减少趋势, 但高于950 ℃时CO累积量随温度升高反而略有增加;煤气化反应的碳气化效率以及煤气化–CaSO4还原反应的C–CO2转化率均随温度而增大,最大值分别达95.9%、91.5%。CaSO4在CH4、H2气氛的反应活性随温度升高而显著提高,而在CO气氛下其反应活性较弱;煤气化–CaSO4还原反应后的载氧体颗粒出现轻微磨损,扫描电镜分析表明反应后载氧体颗粒的比表面积增大,950 ℃时存在轻微烧结现象,但对载氧体反应活性影响不大。