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.     

流化床生物质快速裂解制液体燃料

在流化床反应器内进行生物质快速裂解制液体燃料的研究，实验装置包括加热、反应、分离和控制等部分。设计生物质最大处理量为5kg/h。反应在常压和420－525℃的温度范围内进行，以木屑为生物质原料，以二氧化碳为流化气，石英沙为加热介质。在适当的裂解条件下液体产率可达70％，气体和焦的收率均为15％左右，研究了反应温度，流化气流量，固体进料速度等对气液固产率及产物气体组成的影响。     

温度及流化床床料对生物质热裂解产物分布的影响

为考察热裂解温度及床料对生物质热裂解液固产物分布的影响,在一高温烟气发生炉加热的小型流化床上,以玉米秸秆粉为原料,石英砂、白云石和高铝矾土分别作为流化床床料,在450、475、500和525℃ 4个不同温度下进行热裂解液化试验.研究结果表明:①以上述3种物质分别作床料时,生物油收集率都先随温度的升高而增大,当温度升高到一定程度时,开始随温度的升高而下降.以白云石为床料的生物油收集率较高,在500℃时最高值可达43%,其次为石英砂,高铝矾土对应的生物油收集率较低;3种床料的生物油最大收集率均产生在约500℃.残炭收集率随温度升高一直呈下降趋势;以石英砂为床料时,残炭收集率较高,高铝矾土与之相近,白云石较低;②生物油分为轻质生物油和重质生物油两部分,随着温度的升高,重质生物油占所得生物油总重比例的变化和生物油收集率变化趋势几乎一致,并也在约500℃达到最大,之后两者都有下降,但重质生物油占总重比例的下降要较生物油收集率的下降剧烈.     

反应气体对松木生物质催化热解产物的影响

使用双颗粒流化床反应装置,对松木生物质进行了连续催化反应,选用CoMo-B和硅砂这2种流化介质,调查了氦气、氢气以及甲烷不同反应气体分别在不同流化介质作用下以及混合气体中氢气分压对热解产物的分布及其收率的影响。实验结果表明:在硅砂条件下,热解产物主要受温度的影响,在氦气和1173K高温下,IOG的分布主要以一氧化碳为主,其收率到达37.78wt%,daf,轻质芳烃HCL为3.10wt%,daf。但在催化剂CoMo-B作用下,适度的催化加氢有利于反应产物的控制,在863K下,轻质芳烃HCL和碳氢化合物气体HCG可达到6.29wt%,daf和15.43wt%,daf。采用工业用炼焦煤气作为加氢气体,在催化剂的作用下可以实现生物质中温连续催化加氢制取化学品的新过程。     

生物质及其热裂解产物生物油的特性分析

以红松、白松、落叶松、玉米秸秆等不同生物质为原料,对流化床反应器热裂解制取的生物油进行了研究试验,通过对生物油的物理特性及其成分的分析,得出的实验结果表明:红松制取的生物油品质最好,热值高,含水率低,更适合进一步改性研究和应用,并利用现代精密仪器GC-MS对生物油进行了组分分析,解释了生物油高含氧和高含水特性。     

流化床中生物质热解气化的实验研究

为了研究水蒸汽和氮气流态化条件下生物质热解气化的能量转换率、纯煤气的热值以及成分随反应温度的变化规律,在一个批给料不排灰的常压鼓泡流化床实验台上对生物质样品ＳＤ２０１（Ｅｕｃａｌｙｐｔｕｓ ｇｌｏｂｕｌｕｓ）的热解气化综合过程进行了实验研究,并对不同温度和汽化介质条件下热解气化的实验结果进行了分析。     

循环流化床反应器固体生物质的热解液化

介绍了以循环流化床反应器为主体的固体生物质热解液化装置,实验过程,实验结果分析,通过对气体产物的比较及油产物一般物性和油成分的分析,得出如下结论：1）较高的温度和较和的停留时间会降低的产率,生产过多的不凝气,过低的温度和加热速度导致严重的碳化,同样会降低油产率,本实验的最高油产率可达63％,2）生物质热解油品的物性特点主要包括水分量较高,pH值较低,粘度变化范围很大,热值与化石燃料相比为低,并且油品中因含氧量很高而极不稳定,油品的组成成分非常复杂,烷烃和非烃占据了相当的比例,芳烃和沥青质含量相对较少,3）在循环流化床中的固体生物质热解液化可柜化为热解区和还原裂解区。     

生物质的热裂解与热解油的精制

生物质能属于可再生能源，其利用符合社会可持续发展的原则。生物质在中等温度下(约500℃)热裂解主要得到热解油。介绍了温度对热裂解过程的影响、热解油——水的二元相图、热裂解过程的机理和热解油的特性，综述了催化剂种类，溶剂等对热解油催化裂解的影响。结果表明，催化剂H-ZSM-5的脱氧效果最好，以四氢萘为溶剂时，精制油的收率大幅提高，达39．4％。     

A numerical model of a fluidized bed biomass gasifier

A one-dimensional, steady state, numerical model was developed for a fluidized bed biomass gasifier. The gasifier model consists of a fuel pyrolysis model, an oxidation model, a gasification model and a freeboard model. Given the bed temperature, ambient air flow rate and humidity ratio, fuel moisture content and reactor parameters, the model predicts the fuel feed rate for steady state operation, composition of the producer gas and fuel energy conversion. The gasifier model was validated with experimental results. The effects of major mechanisms (fuel pyrolysis and the chemical and the physical rate processes) were assessed in a sensitivity study of the gasification model. A parametric study was also conducted for the gasifier model. It is concluded that the model can be used for gasifier performance analysis.     

基于Gibbs自由能最小化原理模拟生物质流化床气化

基于能质平衡和吉布斯(Gibbs)自由能最小化原理,选择松木屑和麦秆两种生物质,利用化工商业化软件ASPEN PLUS模拟生物质流化床气化过程,并结合试验数据验证模拟结果的准确性。在此基础上考察了高温、原料含水率大范围变化等试验中较难实现的操作对气化的影响。模拟结果表明,搭建的气化模型能较好地模拟生物质气化过程,对生物质气化试验与工程放大具有一定的参考价值。     

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。     

Coupling a Stirling engine with a fluidized bed combustor for biomass

The paper deals with the integration between a kinematic Stirling engine and a fluidized bed combustor for micro-scale cogeneration of renewable energy. A pilot-scale facility integrating a 40 kW_t combustor and a γ-type Stirling engine (0.5 kW_e) was set up and tested to demonstrate the feasibility of this solution. The Stirling engine was installed at a lateral wall of the combustor in direct contact with the fluidized bed region. An experimental campaign was executed to assess the performance of the innovative integrated system. The experimental results can be summarized in: (a) very high combustion efficiency with biomass feeding, (b) elevated heat transfer rate to the engine, (c) a relatively small share (about 2 kW_t) transferred to the engine from the thermal power generated by the combustor (around 13 kW_t), (d) conversion to electric power close to the upper limit of the engine, (e) limited impact of the Stirling engine on the fluidized bed behavior, for example, temperature. From the analysis of measured variables, the dynamics is dominated by the fast response of the Stirling engine, which rapidly reacts to the slow changes of the fluidized bed combustor regime: the dynamic response of the tested facility as a thermal system was slow, the time constant being of the order of 10 minutes.     

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。     

生物质流化床气化技术应用研究现状

按所得产品不同,可将生物质气化技术分为制氢、发电和合成液体燃料3大类。文章介绍了生物质流化床水蒸气气化制氢、催化气化制氢和超临界水气化制氢的工艺特点;分析了生物质流化床气化发电的技术、经济可行性;简述了生物质流化床气化合成液体燃料的研究现状;指出气化产出气化学当量比调变、焦油去除问题和合成气净化是生物质流化床气化技术应用的主要瓶颈,认为定向气化是今后研究的主要方向。     

Optimization of bed parameters for packed bed solar energy collection system

Use of packed bed for the improvement of performance of solar air heater has been proposed by several investigators. However, this enhanced efficiency is accompanied by substantial increase in pressure loss, which results in higher running cost of the system. So, the solar energy collection system should be optimized in such a way that it will give energy with minimum cost. In this work two types of packed bed collectors, one with wire mesh screen matrix bed and other with pebble bed, were optimized on the basis of minimum cost per unit energy delivered. Tables for optimum values of bed parameters namely number of layers, porosity, pitch to wire diameter ratio and pebble diameter have been prepared on the basis of minimum cost per unit energy delivered. These tables can be used by a designer for selecting the optimum values of bed parameters.     

生物质气化技术比较及其气化发电技术研究进展

生物质能是一种理想的可再生能源,由于其在燃烧过程中二氧化碳净排放量近似于零,可有效地减少温室效应,因而越来越受到世界各国的关注。首先对生物质能的概念及其转化方式进行了简单介绍,着重介绍了生物质气化技术在国内外的研究及应用发展现状,通过对固定床气化炉和流化床气化炉的技术性能的对比．提出了研究开发经济上可行、效率较高的生物质发电系统,是我国今后有效利用生物质能的发展方向。     

生物质锅炉的性能论述

讨论并比较用于生物质燃烧发电的各种锅炉技术。着重介绍联美集团公司开发的循环固定床锅炉特点,为企业选择生物质锅炉提供了依据。