污水污泥流化床水蒸气介质中气化气的析出特性

为了实现污水污泥洁净能源化综合利用,利用流化床反应器探究了水蒸气介质中水蒸气与污泥质量比、气化温度、污泥水分含量和污水处理工艺对气化气组成和气化性能(即低位热值、产率、碳转化率、有机相转化率、能源转化率)的影响。结果表明：水蒸气与污泥质量比为1.5时气化气中H₂、CO含量最高,CO₂、CH₄、C₂H₄含量最低,且气化性能最低;升高气化温度有利于生成H₂、CO,不利于生成CO₂、CH₄等碳氢化合物,且有利于提高其产率、碳转化率、有机相转化率、能源转化率,不利于低位热值的增加;增加污泥水分含量对污泥气化气组成影响较小,气化性能在污泥水分质量分数16%时最佳;相比于多级厌氧—好氧(AO)法污水处理工艺得到的污泥,对采用厌氧-缺氧-好氧(AAO)法污水处理工艺得到的污泥进行气化更易生成CO₂和小分子烃类,不易生成H₂和CO,其气化性能也均优于多级AO工艺;气化气均可作为化工原料...     

稻壳流化床气化实验研究

在小型流化床气化实验台上,利用空气作为气化剂,对稻壳进行了气化实验研究,利用臭氏分析仪和气相色谱对气化气成分进行分析。考察了不同气化温度、不同空气当量比对气体成分,产气率和气化效率的影响。结果表明,稻壳气化气中含有CO,N_2,H_2,CH_4,CO_2,C_(?)H_x等气体,升高气化温度会使产物气体的热值与气化效率增加,然而空气当量比增加导致产物气体的热值与气化效率降低。     

垃圾衍生燃料流化床富氧气化实验研究

为了研究不同操作工艺参数对垃圾衍生燃料（RDF）流化床富氧气化特性的影响,在常压流化床气化炉上进行徐州RDF的富氧气化实验,研究气化温度、当量比及氧体积分数对气化特性的影响.结果表明：随着气化温度由600 ℃升至800 ℃,气体产物中H2和CO体积分数显著增加,气体热值和气化效率增加;当量比通过影响气化反应程度及燃料碳转化率间接改变气化效果,当氧体积分数为425%、气化温度为770 ℃时,气化最佳当量比约为02,过高或过低均会导致可燃组分和气化效率的降低;随着氧体积分数由21%增至425%,可燃组分体积分数不断增加,与空气气化相比,富氧气化的气化效果有显著改善.     

流化床O2/CO2气氛对烟煤焦反应速率的影响研究王文康1,卜昌盛1,熊金琴1,王昕晔1,张居兵1,朴桂林1,张孝勇2

流化床O₂/CO₂燃烧是实现煤炭清洁利用及近零碳排放的有效技术之一. 为进一步探究工业流化床O₂/CO₂燃烧条件下的煤颗粒燃烧机制,本研究在小型流化床试验台上,通过在线测量流化床出口烟气中O₂和CO的浓度,深入考察了O₂/CO₂取代O₂/N₂后,不同的床层温度(800～900 ℃)、O₂浓度(4%～10%)及颗粒粒径(2～8 mm)下的烟煤焦燃烧特性. 实验结果表明:O₂/CO₂气氛下,煤焦反应速率随床层温度的升高、O₂浓度的升高和颗粒粒径的降低而增加; 煤焦燃烧反应由O₂扩散控制,气化反应由反应动力学控制; 相较于O₂/N₂气氛,低床温下,O₂/CO₂气氛下的O₂扩散速率降低是煤焦反应速率改变的主要原因; 高床温下,除O₂/CO₂气氛下O₂的扩散速率降低外,煤焦气化反应对煤焦反应速率的影响同样不可忽略.     

褐煤在N2及CO2气氛下的热解与富氧燃烧特性

为了掌握不同气氛下褐煤热解与富氧燃烧的特性以及其之间的联系,在管式炉反应器上利用锡盟褐煤在N₂和CO₂气氛以及600~1 000 °C条件下进行热解. 进一步对其在O₂/N₂以及O₂/CO₂气氛下进行富氧燃烧实验,考察不同反应温度(600~1 000 °C)以及不同氧气体积分数(21%~60%)条件下的富氧燃烧特性,结合热解实验结果探究CO₂气化反应对富氧燃烧的影响. 结果表明,CO₂气氛中锡盟褐煤在700 °C时开始CO₂气化反应,随温度增加气化反应增强,CO₂主要通过高温区的气化反应来影响煤热解及燃烧,700 °C以上气化反应能促进富氧燃烧进程. 对于O₂/CO₂气氛的富氧燃烧,当氧气体积分数为30%时,在800 °C以下温度对CO氧化反应影响更大,而在800 °C以上温度对CO₂气化反应影响更大. 当氧气体积分数相同时,O₂/N₂以及O₂/CO₂气氛下褐煤富氧燃烧反应时间差异不大.     

N2/CO2气氛下工业危废污泥热解气化的TG-FTIR分析

采用热重-红外联用技术（Thermogravimetric analysis-Fourier transform infrared spectroscopy, TG-FTIR）对CO₂和N₂气氛下工业危废污泥的热化学转化特性展开研究,重点考察不同气氛对污泥热解气化过程的影响。主要分析不同气氛下污泥的热转化失重、产物析出规律及不同反应阶段的反应动力学特性。热重分析表明,CO₂对污泥热转化的影响主要在700℃以上温度范围;CO₂参与焦炭的气化反应,失重速率大幅提升,促进了CO,CH₄,NH₃在高温下的析出。红外分析显示,CO₂和N₂气氛下,反应温度在1 000℃左右时均有大量甲基化合物析出,且CO₂气氛下强度更高。各反应阶段活化能随温度升高逐渐增加,污泥与CO₂气化反应速率高于相同反应阶段N₂下的热解反应速率。     

昔阳无烟煤地下气化模型试验研究

为了探索无烟煤地下气化过程的基本规律，以及制定合理的工艺参数，测定了山西昔阳无烟煤反应活性，并进行了富氧地下气化模型试验；研究了不同富氧浓度下，温度场、出口煤气有效组分含量、热值、产气率及热效率的变化规律．试验结果表明，随着氧气浓度的增加，气化区温度升高，煤气中H2，CO含量增加，但当氧气浓度大于40％时，温度上升幅度增加，但煤气中有效气体组分含量上升幅度减小；添加水蒸汽后，才能提高H2，CO含量，并有效地控制气化炉温度，保持煤气热值的稳定；随着富氧浓度的提高产气率下降，气化效率在52．10％～75．09％之间。     

生物质混煤加压富氧燃烧SO2的排放特性

作为一项可减少温室气体排放的先进、高效碳捕集技术,加压富氧燃烧已引起世界性的关注。以山西煤和麦秆为原材料,借助Chemkin软件探究不同掺混比(生物质占比分别为0、10%、30%、50%)、不同气氛(空气以及O₂浓度分别为21%、30%、40%、50%的O₂/CO₂气氛)和不同燃烧压力(0.1～4.0 MPa)对生物质混煤加压富氧燃烧过程中SO₂生成的影响。结果显示：不同掺混比,SO₂析出程度存在明显差异,随着生物质掺混比例的增大,SO₂释放速率减小,总的排放量降低;随O₂浓度增加,SO₂的释放速率和排放量均增加,在相同O₂浓度时,O₂/CO₂气氛下SO₂的排放量略小于空气气氛下;在富氧气氛下,随着燃烧压力的升高,SO₂生成量逐渐减少。同时利用生成速率(ROP)分析得知,当燃烧压力由0.1 MPa提升到1...     

基于支持向量机和粒子群算法的生物质气化过程建模与优化

生物质气化过程的最终目标就是尽可能得到更多的高品质可燃气体。目前国内外缺乏对生物质气化过程参数优化问题的研究,在实际气化过程中燃气品质难以保证从而对燃用气设备产生了不利的影响,降低了燃气的利用价值。为此建立了一种能适应生物质(竹子)气化过程的支持向量机模型用于预测生物质气化气组分、气体热值及气体产率等气化指标。在此模型基础上,采用MOPSO算法寻找最优控制参数当量比ER和气化温度T,使得气体热值和气体产率两个目标折中并在一定程度上都趋近于最大化。通过生物质料竹子为例的计算验证,得到了满意的结果,即在保证气化指标的同时可得到一组最优的控制参数。     

基于ASPEN PLUS的生物质气化模拟与分析

基于ASPENPLUS软件,对生物质气化过程进行模拟和分析.运用吉布斯自由能最小化原理,结合RGibbs模块和RYield模块,构建了生物质气化模型.运用该模型对稻壳在流化床中的气化过程进行模拟,发现模拟结果与实验结果基本吻合.模拟分析了不同气化温度和空气当量比对气化结果的影响.结果表明:研究范围内的气化温度对产气率影响不大;随着空气当量比的增大,气化温度增加,热值减小,产气总量增加.     

1 000MW火电机组污泥掺烧比例影响研究

采用流体计算仿真软件对1 000 MW燃煤电站锅炉燃料掺烧情况进行了模拟计算。针对单台磨煤机的污泥掺烧开展研究,分别对污泥掺混比例为0%,10%,20%,30%,40%时的炉膛内部燃烧情况进行了计算,并对炉膛内温度场、组分浓度场等进行了分析。结果表明:保持总热值不变进行掺烧时,随着掺烧比的增加,炉膛温度有所下降,炉膛出口温度降低;SO2浓度呈上升趋势,主要集中在掺烧污泥的一次风喷口处;CO2浓度随着掺烧比的增加逐渐下降。     

典型煤灰组分与热解产物相互作用的研究

以CaSO₄、Fe₂O₃作为煤灰典型组分,开展典型煤灰组分与热解产物(热解气、半焦)相互作用的实验研究,并针对一些新反应、新结论利用HSC进行热力学验证.结果表明,热解温度范围内热解还原气(H₂、CO)与CaSO₄或Fe₂O₃发生氧化还原反应,降低了H₂和CO浓度,升高了CO₂浓度.半焦与CaSO₄或Fe₂O₃混合物在高温下逸出大量CO和CO₂.结合热力学分析,可以推断固体碳基还原剂被CaSO₄或Fe₂O₃大量氧化成CO和CO₂,且随着温度的升高,气体产物中CO比例逐渐增加,而CO₂比例一直下降.此外,实验及热力学研究均证明Fe₂O₃氧化活性高于CaSO...     

烟气成分对静电除尘器放电特性的影响

为了研究烟气中O₂、H₂O、CO₂体积分数变化对负电晕放电特性的影响机理,采用实验和数值模拟方法分析静电除尘器在不同气体成分下的伏安特性,应用COMSOL软件建立模拟烟气的电晕放电模型. 研究结果表明：当CO₂体积分数增大,O₂体积分数降低时,起晕电压增大,电流在低电压时与CO₂体积分数负相关,在高电压时正相关;当相对湿度增大时,起晕电压降低,电流在低电压时与相对湿度正相关,在高电压时负相关;当CO₂体积分数增大,O₂体积分数降低时,电子数量增大;当相对湿度增大时,空间中的负离子团数量增大,离子迁移率降低. CO₂体积分数和相对湿度增大,空间电荷密度增大,有利于增大扩散荷电量,从而提高细微颗粒物的脱除效率.     

以空气-水蒸汽为气化剂下吸式生物质气化炉设计与试验

针对下吸式生物质气化炉主要部件对气化效果的影响进行了分析,并且设计了1台生物质气化炉。以空气-水蒸汽为气化剂,松木颗粒为原料,对该气化炉进行试验。在仅以空气为气化剂时,确定了最佳空气当量比(ER)为0.263,还原区反应温度达到671℃,燃气热值达到峰值1 569 kcal/Nm3。在ER保持0.263不变的条件下,增加水蒸汽与燃料质量比(S/B),在反应温度高于600℃时,燃气中CO含量逐渐减少,H2含量逐渐增加。当该气化炉以空气-水蒸汽为气化剂,ER为0.263,S/B为0.078时,燃气热值达到最大值1 627 kcal/Nm3。     

吉林市城区大气污染物浓度演变特征及其与气象因素关系

为了解吉林市大气环境现状,利用2014-2018年吉林市城区7个国控环境空气质量监测站点的CO、SO₂、NO₂、O₃(O₃-8 h)、PM2.5和PM10质量浓度监测数据以及2018年逐时气象数据,采用相关分析法和应用统计法分析了大气污染物的质量浓度变化特征以及各污染物浓度与气象因素的相关性.研究结果表明:吉林市2014-2018年来SO₂、NO₂、PM10、PM2.5年均浓度总体呈下降趋势,O₃浓度有上升趋势;PM10、PM2.5和O₃浓度有超标现象,说明其为吉林市主要大气污染物;同一污染物浓度在不同季节、月份和时刻具有明显的变化特征,可以根据变化规律采用错峰生产的方式改善环境空气质量;气象因素与污染物浓度之间有较好的相关性,其中O₃浓度与温度、湿度、风速均呈现高度相关性,NO₂浓度与风速高度负相关;气象因素对CO、NO₂、O₃     

烟气成分对湿式电除尘器电晕放电特性的影响

建立单通道线板式湿式电除尘器机理实验台,考察烟气中主要成分(O₂、H₂O和粉尘)对湿式静电除尘器放电特性的影响。随着烟气成分(O₂、H₂O和粉尘)浓度的增加,空间静电场中负电荷密度增加,电场分布均匀性提高,抑制电晕放电,电晕电流降低;随着电压升高,烟气成分对电晕放电的抑制作用减弱。其中,烟气中O₂的体积分数增加引起电晕电流下降的速率不为常数,O₂体积分数小于6%时,下降速率明显减小。烟气中液相水滴附着在电晕线表面引起表面电场畸化,起晕电压降低,击穿电压提高,湿式静电除尘器的工作电压窗口增大。电晕电流与烟气中粉尘浓度呈线性相关关系,粉尘粒径越小对电晕放电的抑制作用越明显。     

烟气成分对湿式电除尘器电晕放电特性的影响

建立单通道线板式湿式电除尘器机理实验台,考察烟气中主要成分(O₂、H₂O和粉尘)对湿式静电除尘器放电特性的影响。随着烟气成分(O₂、H₂O和粉尘)浓度的增加,空间静电场中负电荷密度增加,电场分布均匀性提高,抑制电晕放电,电晕电流降低;随着电压升高,烟气成分对电晕放电的抑制作用减弱。其中,烟气中O₂的体积分数增加引起电晕电流下降的速率不为常数,O₂体积分数小于6%时,下降速率明显减小。烟气中液相水滴附着在电晕线表面引起表面电场畸化,起晕电压降低,击穿电压提高,湿式静电除尘器的工作电压窗口增大。电晕电流与烟气中粉尘浓度呈线性相关关系,粉尘粒径越小对电晕放电的抑制作用越明显。     

废轮胎胶粒气化脱硫试验研究

使用自行设计的流化床实验装置进行废轮胎胶粒气化实验和气化脱硫实验,研究温度、钙硫摩尔比以及流化数对气化脱硫的影响.结果表明,温度升高会增大产气中可燃气成分体积含量,增大产气热值;钙硫摩尔比的增大导致脱硫效率升高和产气热值增大;流化数增大可提高产气量,同时也使得产气热值下降.     

玉米秸秆气化特性研究

基于AspenPlus模拟平台,对含水率分别为10%,20%和30%玉米秸秆气化过程进行模拟.计算了空燃比在1～2范围内变化时,气化过程的主要性能指标:合成气成分、合成气低位热值、碳转化率和气化效率.并把气化剂空气温度从25℃提高到250 ℃对玉米秸秆气化过程进行优化.结果表明:在空燃比小于1.6时,合成气低位热值和气...     

生物质高温气流床分级气化特性

为了满足生物质间接液化中对合成气组成的要求,特别是H2与CO体积比要达到1.0~2.0,采用生物质低温热解炉结合高温气流床的生物质分级气化系统,研究气流床分级气化方式对生物质气化合成气的影响.针对温度、一次气化时间等因素,研究合成气组分、H2与CO体积比、碳转化率、气化效率以及焦油质量浓度等方面的变化情况.结果表明,生物质分级气化和温度的升高均能够提高H2与CO体积比.生物质分级气化系统的最佳工况是一次气化时间为0.6s,当气化温度为1 100℃时,此时气化效果最好,气化效率达到75%,H2与CO体积比可达1.22,碳转化率达到96.3%.分级气化合成气中焦油质量浓度比传统气化明显减少,从5.46g/m3降低到了50mg/m3.