无机元素在生物质气流床气化中挥发性研究

利用一套小型生物质层流气流床气化系统进行木屑气化试验并对残炭进行收集称重.通过ICP及EDX-SEM仪器对残炭灰成分和残炭形态进行分析,研究了无机元素在生物质气流床气化过程中析出挥发的问题.结果表明:随着反应温度的升高,各无机元素的挥发率也随之升高,其中碱金属Na、K,碱土金属Mg、Ca的挥发高峰集中在600～800℃之间,而非金属元素P、S、Cl的挥发高峰多在600℃以下;氧配比为0.8时,Na的挥发率在1400℃时达到了76%,K的挥发率也达到了72%,而氧配比为0.2时,无机元素的挥发率相对偏低,其中Na的挥发率在1400℃时为63%,K的挥发率为61%.     

基于ASPEN PLUS模拟生物质气流床气化工艺过程

基于ASPEN PLUS模拟平台,对热解后半焦气化与生物质原料直接气化分别进行了模拟计算,得出如下结论:热解方法作为生物质气流床气化工艺的前处理手段是可行的。热解终温为300℃时对气流床气化是最合适的;O/C摩尔比在0.9～1.1之间比较合适;气化温度和碳转化率随着O/C摩尔比的增加而升高;对于300℃半焦进行气化,空气温度预热到550℃比较合适,气化温度可达到1056℃,煤气热值可达到5958kJ/Nm~3,碳转化率也可达到99.59%。     

干煤粉加压气流床气化试验研究

介绍了36t/d加压气流床气化中试装置主要设备、工艺流程及工艺条件的选择,并给出试验研究中多个煤种在气化压力3.0MPa、投干粉煤量1t/h条件下取得的主要试验数据。从试验数据看出,干法气化指标明显优于水煤浆气化,主要是CO2含量低,有效成分(CO H2)含量高(均大于89%),证明了干煤粉气化的优越性。试验结果基本达到预期目的,积累了干粉煤气流床气化数据。     

高灰熔点煤气化特性及灰渣熔融特性的研究

在0.1-0.2 kg/h小型电加热式常压气流床气化装置上,研究了不同温度、不同O/C物质的量比对高灰熔点煤气化特性和煤灰熔融特性的影响.结果表明：在不同温度下,随着O/C物质的量比增加,CO2体积分数呈线性增加.当O/C物质的量比较低时,H2和CH4体积分数较高;随着O/C物质的量比的增加,合成气中H2和CH4的含量下降较快.在不同温度下,随着O/C物质的量比的增加,碳转化率增加;但当O/C物质的量比达到1.1时,进一步增大O/C物质的量比,则使得炉内煤焦及合成气中可燃气体（CO、H2、CH4等）的燃烧份额增加,从而导致冷煤气效率下降;在该文试验条件下的最佳O/C物质的量比为0.9-1.1.对于淮南高灰熔点煤,该试验条件下适合干排渣工艺的最佳气化温度为1 300-1 350℃.     

生物质烘焙预处理对气流床气化的影响

为考查生物质在烘焙预处理过程中的能量产率和颗粒研磨变化规律及对气流床气化总体效率的影响情况,在一套小型烘焙试验台上,对4种不同种类的生物质进行烘焙试验,并对固体产物研磨后进行粒径分析.最后通过小型生物质气流床进行气化试验.结果表明:生物质的能量密度随着烘焙温度的提高而升高,其中,中温烘焙(～250℃)能获得较好的固体和能量产率,减少能量损失;烘焙温度是烘焙过程中最重要的影响因素;烘焙可减少生物质研磨时的电耗,使其易磨;气流床气化试验中,烘焙生物质能够改善煤气成分,提高气化的总体效率.总之,在生物质气流床气化过程中,烘焙预处理能为生物质的粒径减小和随后的大规模利用提供了-个良好的解决途径.     

熔融盐对高含氮废弃物气流床气化产气调质与污染物脱除特性研究

在生物质气流床（5 kg/h）气化和熔融盐调质净化装置上,进行了熔融盐对高含氮废弃物气流床气化产气的调质与污染物脱除实验,考察了不同熔融盐温度、不同静液高度对出口气体调质和含N、S、Cl污染物脱除特性的影响。结果表明：经过熔融盐调质后,产气中CO与CO2浓度下降,H2浓度明显上升。当温度从380℃升高至580℃时,H2/CO值提高至7.3。随着静液高度的提高,出口气体中CO2与CO浓度下降,H2浓度由30.1%提高至36.8%;熔融盐对高含氮废弃物气流床气化产气中含N、S、Cl污染物有较明显的脱除效果,H2S、SO2、HCl与含氮污染物中的HCN与NOx已完全脱除,当温度为580℃、静液高度为67.5 mm时,NH3脱除率达到96%。     

新型干煤粉气流床气化炉的气化特性研究

根据无焰氧化技术的思想提出了一种新型干煤粉气流床气化炉,运用试验和数值计算方法对高灰熔点煤粉在炉内气化反应过程进行了研究。试验和模拟结果证实了该炉型结构能够使炉内温度场均匀,炉内温度梯度显著降低,实现了无焰氧化技术的基本反应特征,使煤粉气化反应空间化;同时炉内平均温度水平上升,气化强度增强,排渣口处温度水平上升,满足了高灰熔点煤种的气化要求。     

气化剂对气流床煤气化炉性能的影响

为研究不同的气化剂组合对气流床煤气化炉性能的影响,针对我国具有自主知识产权的两段式干煤粉气化炉进行了数值模拟研究。利用所建立的数学模型,分析了典型工况下炉膛内部温度及组分的变化规律,并详细讨论不同气化剂对气化过程、煤气成分及气化效率的影响规律。结果表明：炉膛温度随着高度的增加逐渐降低,这与化学反应过程有关;在所讨论的四种气化剂组合中,气化剂为O2／H2O或O2／CO2时气化效率较高,气化剂为空气时气化效率最低,且煤气品质较差。     

高灰熔点煤两段供氧气流床气化实验

本文建立了20,kg/h两段供氧干排渣气流床气化装置,针对高灰熔点煤进行了无二段供氧和两段供氧的气化实验.结果表明:当O/C摩尔比大于0.95后,二段供氧干排渣气流床气化技术的气化效果开始优于无二段供氧干排渣气流床气化技术.当O/C摩尔比为1.10时,二段供氧干排渣气流床气化技术的有效合成气效率为80.4%,碳转化率为93.24%;无二段供氧干排渣气流床气化技术的有效合成气效率为78.8%,碳转化率为91.67%.     

不同气化剂下海藻粉在气流床下气化特性试验研究

为考察O2/水蒸气和O2/CO2作为气化剂对海藻粉气化特性的影响,在自制的小型生物质气流床气化炉上开展海藻粉在气流床下气化特性试验研究。当氧气/生物质比（O/B）为0.3、气化温度为1200℃时,不同水蒸气/生物质比（S/B=0～1.2）对合成气组成有较大影响,其中H2产量的上升趋势最为明显,S/B=1.2时比单纯氧气气化提高了81.4%。而在O2/CO2气化条件下,由生物质产生的CO2随二氧化碳/生物质比（CO2/B）的增加而下降,当CO2/B=0.9时,H2、CO的产量分别比单纯氧气气化提高了33.9%和75.8%,热值由5521 kJ/m3上升至8576 kJ/m3。结果表明,如果以提高热值为制取合成气的目标时,添加CO2在一定范围内可以达到水蒸气的效果,同时降低了系统能耗及简化了气化设备。     

煤灰对石油焦水蒸气气化的影响

通过热天平实验，研究了煤灰存在时石油焦的水蒸气气化反应行为．实验研究发现，煤灰对石油焦水蒸气气化反应活性具有较好的催化作用，而且催化作用的好坏受煤灰添加均匀性的影响．煤灰含量增加，石油焦气化反应速率增加；在煤灰含量较小时，煤灰含量的变化对反应速率的影响较大．但随着煤灰含量增加，煤灰含量的变化对反应速率的影响逐渐不明显．煤灰的存在降低了石油焦气化反应的反应活化能．     

杜仲药渣与煤的混烧特性及灰熔融特性研究

本文采用热重分析仪分析了杜仲药渣和石下江煤的混合样品的燃烧特性,采用灰熔点测试仪、X射线荧光仪、X射线衍射仪及扫描电子显微镜对混合物灰样的灰熔融特性变化进行了分析.结果表明:药渣掺混比为40%时着火温度最低;加入90%药渣时,稳燃性指数、综合燃烧特性指数、最大燃烧速率和平均燃烧速率值均达到最大,燃尽温度最小;在杜仲叶渣和煤的共燃过程中,发生了协同作用,生成了一些新的矿物质,混合灰样的灰熔融温度随着药渣质量分数的增多而减小.     

粉煤加压气化小型试验研究

煤气化技术是燃煤联合循环发电、煤化工、综合利用系统、近零排放系统中的核心技术。干煤粉加压氧气气化技术是煤气化技术发展的一个主流方向。介绍了国电热工研究院的干煤粉加压气化试验系统,以及干煤粉加压气化试验研究的过程和结果。试验结果达到了预期的目的,得到干煤粉加压气化过程的规律,并验证了试验系统在高压下的稳定性。     

温度对中试规模的喷动流化床煤部分气化行为的影响

在构建的热输入2MW的中试规模加压喷动流化床部分气化试验装置上,对徐州烟煤的加压部分气化行为进行了研究.重点考察了气化温度对煤气成分、煤气热值、碳转化率和煤气产率等气化指标的影响.研究结果表明,煤气各组分的浓度,特别是甲烷浓度对气化温度非常敏感,碳转化率和煤气产率随温度的升高而增加,在试验的温度区间内,温度对煤气热值影响不大.部分气化炉所产生的煤气和半焦的热值均满足第二代增压流化床联合循环发电系统的要求.     

镁基助熔剂对高灰熔点煤灰熔融影响的机理

通过向高灰熔点淮南煤灰中添加不同质量分数的镁基助熔剂,研究镁基助熔剂对高灰熔点煤灰熔融特性的影响及其机理.结果表明:对于淮南煤灰,镁基助熔剂的理想添加质量分数为5%,能使煤灰熔点降低到1 350℃以下;通过XRD分析和SEM验证得知,耐熔矿物质莫来石是导致淮南煤灰熔点较高的原因;Mg2+与莫来石发生反应,生成了堇青石和尖晶橄榄石等易熔矿物质,导致灰熔点降低;通过研究莫来石的稳定性推断出,作为电子给予体的Mg2+易于从活性较大的O(7)和O(13)进入莫来石晶体,造成化学稳定性较弱的Al(1)—O(13)和Al(8)—O(13)共价键的断裂,引起硅酸盐网络中2个Si原子之间的距离增大,促使莫来石晶体晶格重组.     

生物质高温空气气化分析、现状及前景

本文概述了我国发展生物质高温空气气化的必要性,对生物质高温空气气化的思想由来、系统组成、工作原理及过程进行了详细地介绍,并且阐述了生物质高温空气气化系统的基本特性;对国内外生物质利用技术的现状及前景进行了介绍,并对国内外生物质高温空气气化开发现状及前景进行了阐述。     

德士古气化炉内煤气化过程的数值研究

采用涡量－流函数法，并引入数性势函数对德士古气化炉炉内两相流动，传热、燃烧及气化过程进行了数值研究，计算提供详细的气化炉内速度、温度、浓度分布，计算结果合理，与实验结果定量相符，说明所采用的模型和算法是可行的，计算结果为深入研究气化过程及其机理提供了依据。     

新疆高钠煤积灰特性试验研究

在3 MW煤粉炉试验台上研究了烟气温度和积灰试验管段外壁温度对不同煤种(2种新疆高钠煤和1种非高钠煤)燃烧时受热面积灰特性的影响.结果表明:烟气温度和外壁温度对积灰试验管段的积灰特性具有重要影响,并且这种影响与烟气中各种形式的钠化合物的熔点紧密相关;当烟气温度为520℃时(低于烟气中钠化合物的最低熔点),积灰试验管段的传热系数比Rh几乎不随时间发生变化,约等于1;当烟气温度高于650℃时,随着时间的增加,积灰试验管段的Rh均逐渐减小,且烟气温度越高,Rh减小得越快.     

废液水煤浆和精煤水煤浆煤灰熔融特性试验研究

对取自2台水煤浆锅炉3对各具代表性灰的熔融温度和熔融过程动态特性进行了深入研究。发现废液水煤浆中因含有Na2SO4、NaOH以及NaCl等无机成份,其煤灰熔融特性与精煤水煤浆和制浆原煤相比,更具独特性。