空气当量比对生物质和煤共气化影响的研究

采用新型床料对松木屑与烟煤的流化床共气化进行研究.在生物质掺混比例为50%的工况下,当空气当量比(ER)从0.2增加到0.28时,产气中H2的体积分数从14.1%上升到26.9%,CO的体积分数从28.9%减小到21.8%,CO2的体积分数呈上升趋势,CH4和CnHm的体积分数逐渐下降;燃气热值在ER为0.25时最大,大约为7 180 kJ/m3;气化效率为44%～53%;混合燃料的碳转化率为74%～76%.随着ER的增加,共气化的主要反应、燃料有机特性、松木屑的灰特性呈现不同的变化规律,从而对共气化参数产生影响.探求气化参数的变化规律将为共气化反应器的结构设计和运行参数的选择提供依据.     

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1．96m^3／kg,燃气热值6．4MJ／m^3,气化效率71．3％,燃气中焦油含量小于l0mg／m^3,该炉经过连续运行考核,运行平稳,工况稳定。     

床料对生物质流化床气化影响的初步试验研究

以空气为气化介质,稻壳为原料,在热功率750 kW自热式流化床装置上,分别进行了不加床料和以石英砂为床料的气化试验,重点考察了床料对生物质流化床气化的影响。结果表明:两种情况的流化床都能实现生物质气化,加入床料后,生物质原料流化性能得到改善,流化床轴向温度分布趋于均匀,稳定气化阶段燃气热值由4 912 kJ/m3升高到5 115 kJ/m3,碳转换率由81%上升到86%,气化效率由62%提高到65%。     

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%。     

秸秆循环流化床空气气化特性的实验研究

为考察空气当量比、气化温度和流化速度等参数对气化气品质及各项指标的影响,在小型循环流化床气化实验装置上,开展了以麦秆为原料的空气气化实验研究。结果表明:空气当量比的增大会导致低位热值及冷煤气效率先升高后降低;在720℃及以下温度范围内,随着气化温度的提高,气化气低位热值及冷煤气效率相应提高,但由于麦秆所含碱金属含量较高,当气化温度达到750℃时容易发生团聚和结焦现象;流化速度的增大能够改善气化气质量但其促进作用有限;在实验工况范围内,当空气当量比为0.2,气化温度为720℃以及流化速度为1 m/s时,冷煤气效率较高。     

典型生物质流化床气化中试试验研究

在中试规模流化床上研究稻壳与木屑、空气当量比ER及气化温度(650-800℃)对气化特性的影响。结果表明:木屑、稻壳在ER为0.2左右时达到最佳气化工况,热值分别为5.39 MJ/m~3、6.04 MJ/m~3,气化效率分别为46.15%、51.91%;随着ER的增大,气化炉温度呈现先增加后减小趋势,过高或过低的ER都不利于生物质气化反应;随着温度的增加,合成气可燃组分增加,CO_2组分减小,气体热值、气化效率上升。     

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.     

生物质鼓泡流化床气化特性的空气当量比影响分析

在鼓泡流化床生物质气化器内,以空气为气化介质,对木屑进行了常压气化试验研究。选择空气当量比ER为0．13～0．33进行试验,研究了在气化温度为760％、810～12和860℃条件下对气化结果的影响。试验结果表明：主要燃气成分含量H2：6．2％～14．1％,CO29．9％～30．2％,CH4：1．6％～11．2％,产气率：1．0m3／kg～1．740／kg,产气低位热值：3526kJ／m3～9184kJ／m3,碳转换率：52．3％～82．3％,气化效率38％～69．1％。     

不同因素对生物质气化产出气特性的影响

将木屑、花生壳和稻草等生物质放在流化床气化反应器内,采用空气作为气化介质,通过添加白云石、菱镁矿和橄榄石3种炉内催化剂,在温度为750,800,850℃,当量比(ER)为0.15,0.25,0.35的条件下进行气化,研究了各种因素的不同水平值对生物质气化气成分和热值的影响规律.     

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.     

循环流化床中木屑与煤混烧特性的试验研究

在自行研制的炉膛尺寸为150 mm×150 mm×2 500mm的小型循环流化床上进行木屑与煤的混烧试验,研究其燃烧特性及污染物排放特性。结果表明:木屑与煤质量比为1∶3、1∶5和1∶7的混合物能在循环流化床中稳定燃烧;随着木屑混合比例的增加,燃烧高温区往上移动,炉膛温度分布曲线呈"抛物线"型;随密相区温度升高,NOx体积分数增加。在相同流化风速下,随木屑混合比例增加,CO体积分数增大,SO2、NOx体积分数则降低。     

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。     

煤种对循环流化床焦炭燃烧速率的影响

建立了循环流化床锅炉整体数学模型,模型中考虑了循环流化床锅炉给煤和床料的宽筛分特性,特别在燃烧模型中引入了煤种通用理论,数值分析了煤种对焦炭燃烧反应速率的影响.数值分析得到温度和煤种热态实验的温度吻合良好,改进后的模型能够准确反应不同煤种在不同粒径下的焦炭反应速率.     

煤泥循环流化床锅炉设计中的问题及对策

分析煤泥的特点,结合循环流化床技术的特性,指出纯烧煤泥存在的问题和循环流化床锅炉的解决对策。实践证明用循环流化床锅炉燃烧煤泥是合理可行的。     

掺烧煤气对循环流化床锅炉的影响及设计对策

混烧煤气会对循环流化床锅炉产生一定的影响；循环流化床锅炉如要求混烧煤气，在整体设计中应当考虑工况的变化，并消除其带来的不良影响。     

玉米秸秆循环流化床热解气化试验

采用循环流化床气化中试装置对玉米秸秆进行了气化试验,分别在常温空气与250℃预热空气条件下,研究了空气当量比（ER）和原料含水率对气化特性的影响规律。结果表明：随着ER的增大,循环流化床气化炉内的反应温度升高,气化燃气中的CO₂含量增加,焦油与CO含量及燃气热值降低,气化效率随ER的增大呈先增大后减小的趋势;随着气化原料含水率的增加,循环流化床气化炉内的平均温度下降,燃气中的CO₂与H₂及焦油含量逐渐升高,CO含量下降,CH₄与C_nH_m含量均为先增加后减少。与常温空气工况相比,预热空气工况下的燃气热值与气化效率均有一定程度的提高。采用预热空气为气化介质,提高气化剂温度,可显著促进玉米秸秆的气化反应,提升气化效率。     

平煤集团洗煤泥流化床结团燃烧试验研究

对平顶山洗煤泥的燃料特性以及结渣特性进行了研究,并在小型电加热流化床试验台上进行了结团燃烧试验,探讨了煤泥的结团强度随粒径、床温、停留时间等参数的变化关系。试验结果表明,粒块状煤泥具有良好的结团特性,在整个燃烧过程中都有较高的结团强度,采用异重结团流化床燃烧煤泥切实可行,从而为组织大型燃烧试验和锅炉设计提供了可靠有效的理论依据。     

生物质成型燃料循环流化床燃烧试验研究

在0.15 MW循环流化床试验台上,进行了玉米秸秆和苹果树枝成型燃料燃烧特性以及排放特性的试验研究.试验结果表明,玉米秸秆成型燃料和苹果树枝成型燃料在循环流化床中能够稳定燃烧,燃烧效率达到96.8%;尾气中HCl的排放质量浓度较高,SO2的排放质量浓度随着生物质的硫含量增大而增大;使用选择性炉渣作为床料同时加入黏土作为添加剂的方法,能够有效抑制玉米秸秆成型燃料和苹果树枝成型燃料燃烧过程中床料的黏结,黏土对循环流化床的物料循环流化起到了稳定作用.