串联交替式炉膛高热值生物质气化炉数值模拟及试验研究

对串联交替式炉膛高热值燃气生物质气化炉进行了研究,气化炉以木质颗粒为燃料、空气-水蒸气为气化剂,采用Fluent软件数值模拟了气化炉内水蒸气入口距离炉栅位置高度h、水蒸气入口流量Vs与空气入口流量V03个参数对燃气组分CO,H2和CH4体积浓度的影响。采用正交试验优化了上述3个参数,并试验测试了3个参数下燃气组分CO,H2和CH4体积浓度及燃气热值。数值模拟与试验结果表明,当h为175 mm,V0为0.92 m3/h,Vs为1.33 m3/h时,生物质燃气热值Q最大值为10.46 MJ/m3,比单一空气气化剂作用下提高了107.95%。     

在流化床气化炉中生物质与煤共气化研究(Ⅱ)——以水蒸汽为气化剂生产中热值燃气

以水蒸汽为气化剂,用玉米芯/煤以不同比例为原料,在600kW流化床气化炉上,按二步法制气工艺进行连续运行实验.实验研究了影响燃气热值、气体产率、燃气组成及气化效率的主要因素,确定出气化炉适宜的操作条件及较佳的原料配比范围.得出气化温度为950～1000℃,玉米芯/煤的比例为80/20,S/B在0.7～0.9范围内,燃气热值11～13MJ/m3,气体产率1.1～1.3m3/kg,气化效率75%～80%,燃气中焦油含量小于0.9mg/m3的结果.通过将本技术与国外现有生产中热值燃气的方法进行比较,发现本技术具有产生较高热值燃气和燃气中低焦油含量等优点.     

超低热值燃气燃烧及CO排放控制研究

针对超低热值燃气燃烧CO排放高的问题,设计开发了同心套筒多孔介质燃烧系统,分别研究了过量空气系数、水蒸气和氧气对以CO为单一可燃气体的超低热值燃气的燃烧特性及污染物排放的影响。结果表明:在预热阶段,内部点火相比较于外部点火能够减少1/3的预热时间;热值为3.0 MJ/m~3的超低热值气体在增大过量空气系数时,能够有效降低CO排放,而2.5和2.0 MJ/m~3的超低热值燃气没有效果;空气系数为1.00的条件下,通过添加质量分数为2%～4%的水蒸气未能降低CO排放;在超低热值燃气中通入氧气可以有效降低CO排放,空气系数为1.00时,在3.0 MJ/m~3的超低热值燃气中添加质量分数为12%的氧气,CO排放最低能降到体积分数53×10~(-6)。     

废轮胎整胎与生物质共气化实验研究

以树枝秸秆及废轮胎整胎为原料,在"反烧"式固定床气化炉中以空气为气化剂进行气化实验研究。结果表明,随着空气当量比ER的增加,炉内气化温度升高,气化效率提升,当ER为0.30时,炉内温度达到750℃,气化效率为56.45%,气体热值为4.68 MJ/m3;随着原料中废轮胎比例的增加,气化效率有所提高,燃气热值升高,当废轮胎质量含量为44%时,气化效率达到60.21%,气体热值为5.34 MJ/m3;气化温度是影响气化效率和气体热值的最重要因素,提高空气当量比可以使炉内温度升高,强化气化效果;同时原料中废轮胎比例也对气化效率及气体热值有较大影响,废轮胎质量含量为40%~50%较为适宜。废轮胎以整胎形式与生物质共气化是废轮胎处置与资源化利用的有效方式。     

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。     

中药渣循环流化床热解气化试验

对含水率为20%的六味地黄丸药渣进行气化试验研究,采用空气预热装置将气化剂空气由常温加热为约200℃的热空气,研究了在两种不同温度的气化剂条件下,空气当量比ER对气化特性的影响,并讨论了水蒸气配比S/B对气化特性的影响。结果表明:随着空气当量比的增加,循环流化床炉内气化温度逐渐升高,燃气热值和燃气中焦油含量均逐渐降低,气化效率则先增大后减小。当气化剂为常温冷空气时,理想空气当量比为0.26~0.30,燃气热值为4 400~5 000 kJ/m3,气化效率为67%~70%;气化剂为200℃热空气时,理想空气当量比为0.24~0.29,燃气热值为4 700~5 700 kJ/m3,气化效率为73%~75%;随着水蒸气配比的增加,炉内温度逐渐降低,焦油含量逐渐升高,燃气热值先增加后减小,当S/B为0.4时,燃气热值可达6 100 kJ/m3。研究结果可为中药渣的资源化处理与利用提供参考。     

液化天然气(LNG)基本参数

<正>LNG主要成分为甲烷(90%以上),还有少量乙烷、丙烷以及氮等其他成分。临界温度为-82.3℃。沸点为-161.25℃,着火点为650℃。液态密度为0.420~0.46t/m3,气态密度为0.68~0.75kg/m3。气态热值38MJ/m3,液态热值50MJ/kg。爆炸范围:上限为15%,下限为5%。辛烷值ASTM:130。无色、无味、无毒且无腐蚀性。体积约为同量气态天然气体积的1/625。     

生物质气化发电技术讲座(5)生物质燃气发电技术

生物质燃气的特点是热值低(4～6MJ/m3)、杂质含量高,所以生物质燃气发电技术虽然与天然气发电技术、煤气发电技术的原理一样,但它有更多的独特性,对发电设备的要求与其他燃气发电设备也有较大的差别。1低热值燃气内燃机发电技术气体内燃机是常用的燃气发电设备之一,燃气内燃机都要求有强制点火系统,点火系统的设计必须根据燃气燃烧速度等进行调整。燃气内燃机的有效热效率ηe和有效燃气消耗率ge是衡量发动机经济性能的重要指标。在内燃机中各性能参数存在下面的关系:Ne=k1MbQηege=Mb/Ne=k2/ηeQNi=Ne+Nmηe=ηmηi式中:Ne,Ni,Nm——…     

反应温度对木屑炭水蒸气气化产物的影响

以木屑炭为原料,在固定床反应器中进行了水蒸气气化试验。试验在水蒸气流量为0.854 g/min,温度为800～1 000℃条件下,反应15 min。主要考查气化反应温度对碳转化率、合成气产率、燃气热值及燃气组成的影响。研究结果表明,在高温条件下木屑炭与水蒸气具有很高的反应活性,燃气产率为0.9～3 L/g;在气化温度为1 000℃时,碳转化率最高达到80%;燃气热值为8.9～9.4 MJ/m3,合成气(H2+CO)比例为68%～79%,H2/CO为4.02～6.32。     

在流化床气化炉中生物质与煤共气化的研究(Ⅰ)以空气-水蒸汽为气化剂生产低热值燃气

在600kW流化床气化炉工业示范装置上以空气.水蒸汽为气化剂,将生物质/煤按不同比例进行了共气化的实验研究.在实验研究的运行条件下,得到了生物质/煤混合比例对气化炉工作温度、燃气热值、气体产率和气化效率等重要技术参数的影响.对玉米芯/煤的比例为81/19时的典型实验结果表明:气化炉工作温度869℃,空气当量比ER=0.21,S/B=0.20时,气体产率1.96m3/kg,燃气热值6.4MJ/m3,气化效率71.3%,燃气中焦油含量小于10mg/m3,该炉经过连续运行考核,运行平稳,工况稳定.     

上吸式生物质秸秆气化炉的设计与试验研究

设计一台上吸式生物质秸秆气化炉,并进行热解气化试验,分析不同气化剂量对炉内温度的影响以及温度和秸秆种类对产气成分的影响。试验结果表明：气化剂量对炉内温度及炉内温度对产气成分含量的影响均较大;秸秆种类也对产气的热值有较大的影响,稻草热解可燃气热值4．1MJ／m^3,油菜秆热解可燃气热值4．9MJ／m^3,玉米秆热解可燃气热值5．5MJ／m^3。     

不同作物秸秆热解及其差异性分析

以水稻、小麦、玉米、棉花、油菜5种农作物秸秆为研究对象,采用管式炉对其进行热解实验,探讨热解产气量的差异性。实验结果表明在5种生物质秸中,油菜秸热解产气率为0.28 L/g,热解产物中的CO和H2气体含量分别为31.6%和26.3%,原料热值与热解燃气中可燃气体的低位热值分别为12345.84 kJ/kg和10.51 MJ/m3,5项值在5种秸秆中均为最高。5种秸秆样品的SEM照片显示其表质层分布和筛管结构形状、大小均不相同;样品的C元素含量、O/C原子比率及颗粒结构的差异会影响其热解产气总量与产物中CO气体含量。     

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。     

旋转锥式反应器催化大豆油裂解制备可再生燃料油

采用自制的转锥式催化裂解反应器,研究了以大豆油为原料制备可再生液体燃料油的技术.考察了催化剂的种类、裂解温度、加料速度等反应工艺条件对裂解产物性能的影响.研究结果表明:催化裂解反应的优选工艺条件为氢氧化钾作为催化剂,反应温度为450-500℃,滴加速度为50g/h,液体燃料收率为78.3%.气质联用和红外光谱分析表明,...     

Gasification of oil shale dust in a counterflow moving bed filtration combustion reactor

Experimental investigation of gasification of oil shale dust in a counterflow moving bed filtration combustion reactor was carried out. The process was implemented similar to filtration combustion of gases: pulverized solid fuel supplied simultaneously with oxidizer. For a controlled supply of fuel dust a new rotating dispenser was used. Characteristics of process depending on the equivalence ratio were obtained. The absence of a rise in pressure drop over time indicates the lack of fuel accumulation and ash inside the porous bed, all ash was carried out from the reactor with a gas stream. It is shown that an increase in the flow rate of a gaseous oxidizer leads to an increase in both temperature and the inert velocity. The inert velocity, the calorific value of gaseous products, and the efficiency of gasification increase almost linearly with the equivalence ratio. Proposed method allows producing combustible gaseous products without a noticeable concentration of pyrolysis tars and calorific value up to 4 MJ/m³, gasification efficiency was ~85%.     

Co-liquefaction of swine manure with waste vegetable oil for enhanced bio-oil production

Waste vegetable oil was co-liquefied with swine manure to determine the bio-oil potential in this study. The result shows that co-liquefaction of waste vegetable oil with swine manure can improve the bio-oil production and decarboxylation of waste vegetable oil. The weight ratio of swine manure to waste vegetable oil exerted a great effect on both the yield and quality of the bio-oil. The optimum weight ratio of swine manure to waste cooking oil was 1:3, where a maximum oil yield of 80% was obtained with higher calorific value up to 38 MJ/kg.     

天然气制氢尾气碳减排工艺设计与优化

开发多种类分离膜与压缩冷凝耦合的梯度回收工艺,实现H₂和CO₂等组分高价值利用。考察压力、产品浓度和不同氢膜单元对工艺的影响。通过Aspen HYSYS对10000 Nm³/h处理量的工艺优化模拟得出：采用单级氢膜单元和一级二段氢膜单元,尾气进膜压力2700 kPa和H₂产品浓度60%时,工艺经济性最佳,分别实现H₂回收率81%和90%、CO₂回收率58%和60%、燃气热值16.7 MJ/Nm³和18.2 MJ/Nm³、投资回收期26.1 个月和24.4 个月。采用二级氢膜单元投资最少,最佳投资回收期16.5 个月时,氢气产品纯度为52%,低于制氢吸附装置设计要求。     

Hydrogen production with an auto-thermal MSW steam gasification and direct melting system: A process modeling

Municipal solid waste steam gasification and direct melting system is proposed in this study for H₂ production and ash melting simultaneously. Part of the H₂ generated in gasification is extracted for combustion with pure oxygen in the melting zone to provide the energy necessary for auto-thermal operation. A simulation model is developed with Aspen Plus to investigate the performance and optimum conditions of the system. For the feedstock with a lower heating value of 18.91 MJ/kg used in this study, 39.8% of the generated H₂ needs to be extracted to maintain the heat balance of the system at the gasification temperature of 900 °C, melting temperature of 1400 °C, and S/M of 1. The net H₂ yield is ～77.3 kg/t-MSW with a net cold gas efficiency of 49.1% under the same operating condition. An optimum operation condition for T (850–1000 °C) and S/M (0.6–1.0) is determined considering the balance between H₂ production ability and the auto-thermal energy balance.