上吸式固定床生物质气化炉模拟优化

为了提高上吸式固定床生物质气化炉的燃气产物产量和品质,通过模拟试验对气化炉进行优化设计,使生物质气化炉装置的流场分布均匀,氧化层和还原层反应充分。通过热态试验分析生物质气化炉炉内床层温度分布、燃气产物成分、气化强度、产气率与入炉空气量的关系,得到该上吸式固定床生物质气化炉的最佳入炉空气量条件。结果显示：优化设计后的气化炉气化效率达到70%以上,有效提高了生物质炉的气化能力。     

固体生物质气化特性及上吸式气化炉

将生物质气化成气体燃料,其燃烧总热效率可比直接燃烧固体燃料高二倍以上,对于解决农村能源问题具有重要的现实意义。     

上吸式固定床生物质气化炉的结构优化及数值模拟

以广州某公司的气化效率较低的上吸式固定床气化炉为研究对象,利用数值模拟研究方法,对气化炉的结构进行优化改进。分别对单面、双面、三面进风的炉内气流进行研究,探究进风口与水平面的夹角对炉内气流的影响。结果表明：采用双面进风,下倾角为45°时,炉内气流分布状况最佳。结构优化方法为生物质气化炉体改造提供参考。     

下吸式固定床的生物质O2/CO2分段气化流程模拟

建立干桦木屑在下吸式固定床气化炉中的Aspen Plus气化模型,该模型预测煤气组成和煤气热值,与文献试验结果吻合良好。利用灵敏度分析模块模拟了氧碳比、CO₂/C对气化结果的影响,并提出O₂/CO₂分段气化流程,对比常规的CO₂气化特征,分析了CO₂/C对气化结果的影响。结果表明,纯氧气化时可获得高H₂和CO浓度的气化气,但其净CO₂排放量较高,氧碳比增加使碳转化率逐渐增加、冷煤气效率先增加后降低;CO₂作为气化剂时,随着CO₂/C的增加,净CO₂排放量逐渐减少,但碳转化率及冷煤气效率大幅降低;与常规CO₂气化相比,O₂/CO₂分段气化在保持低CO₂排放量的同时,可有效增加气化过程中的碳转化率及冷煤气效率。     

下吸式生物质气化炉气化性能研究

生物质固定床气化技术具有运行稳定、可提供清洁能源等优点,但也存在气化效率差,燃气热值低的问题.以采用炉膛集中供风技术和还原区热量包裹技术的下吸式气化炉为研究对象,研究护膛温度、空气当量比(ER)对燃气成分、燃气热值、气化效率等气化性能的影响,并与以往研究结果进行对比分析.实验表明,该气化炉能保证在较低ER内(0.1～0...     

下吸式固定床的生物质H2O/CO2气化数值模拟研究

利用Aspen Plus 软件建立干桦木屑在下吸式固定床气化炉中的气化模型,模拟值与文献实验值吻合良好。利用Aspen Plus的灵敏度分析模块模拟分别以水蒸气（H₂O）和二氧化碳（CO₂）为气化剂时气化剂/生物质碳比（GC值）对气化结果的影响,并结合H₂O、CO₂各自的特点研究其复合气化。结果表明,H₂O气化时可获得富氢煤气,但其净CO₂排放量较高;CO₂气化时碳转化率及冷煤气效率较低,但净CO₂排放量较低;H₂O、CO₂复合气化使碳转化率及冷煤气效率略有降低,但可有效减少气化系统中的净CO₂排放量。     

固定床移动层下吸式生物质气化炉的研究

1前言我国生物质资源丰富，如能有效地利用，将会大大缓解农村常规能源的紧张状态。针对浙江省农村电力不足，同时又有大量谷壳用作燃料，且燃烧效率很低（约10％左右）的情况，浙江省能源研究所与中国水稻研究所进行了小型移动式生物质气化发电系统的研究。本文就该系统固定床移动层下吸式生物质气化炉的设计及试验情况作一介绍。2气化炉的主要结构小型移动式生物质气化发电系统主要由气化炉、净化冷却装置和发动机组成，其中气化炉为固定床移动反应层下吸式气化炉，其结构具有如下特点：（1）气化炉主要由内外两个简体组成。内筒从炉栅网…     

Imbert式气化器生物质气化综合试验研究

以木块为原料,利用Imbert式气化器进行气化试验,研究了在气化器底部加设木炭层以及不同的还原区温度对产出气成分的影响规律。结果表明：加设木炭层使产出气中CO2含量略有减少,CO含量略有增加,气体品质没有明显的改善,但是可以降低气化器出气口气体的温度;还原区温度为800～900℃时,可以获得较好的产出气品质。     

复合式低焦油固定床生物质气化装置研究

综合分析上吸式固定床及下吸式固定床生物质气化装置各自特点,提出复合式低焦油固定床生物质气化装置,建立生物质原料处理量为600 kg/h的中试规模试验装置并开展研究。研究结果表明:复合式低焦油固定床生物质气化装置具有结构简单、气化效率高、热效率高、碳转化率高、原料适用性广等优点,极大程度提高了燃气清洁程度,对于生物质气化、发电、供热、化石燃料替代等领域的工业化应用起到了极大的推动作用。     

两级下吸式生物质气化炉气化性能的研究

在自行设计的两级下吸式生物质气化炉中,研究了空气当量比(ER)对气体组成、气体热值、气化效率以及焦油含量的影响。试验结果表明,该新型两级气化炉能够产生焦油含量较低的燃气;在空气预热的条件下,焦油含量更低,可达238 mg/m3。该新型两级气化炉的最佳ER为0.33~0.35,当ER=0.34时,气化气低位热值(LHV)最高为4 409 kJ/m3,气化效率为63.7%,焦油含量低于300 mg/m3。     

糠醛渣的上吸式气化反应过程研究

以糠醛生产残渣的资源化转化为目的,利用多个实验台和分析仪器对其上吸式气化反应过程开展系统研究。糠醛渣挥发分的析出主要集中于250～350℃,500℃低温下就可完成焦炭的氧化;焦油产物主要包括糠醛、酚类和左旋葡聚糖等,其中左旋葡聚糖占焦油总生成量的29%;原料中较高含量的硫主要在250～500℃范围内以SO_2的形态析出;气化灰渣在800℃以上观察到进一步失重,950℃以上出现明显的相变吸热,同时观察到结渣现象;基于糠醛渣转化温度低、易结渣等特点,针对性设计床层参数,并研究空气流量和床层高度的影响规律,实现糠醛渣向可燃气体的连续稳定转化。     

基于综合效益的生物质气化式三联供系统优化

生物质气化式的冷热电三联供系统目前在能源工程方面有着很大的发展前景,气化的生物质与冷热电三联供系统结合在一起,从经济效益、环境效益、系统效率等方面对系统进行优化,可以最大限度地提高经济效益和生物质能源的利用率。对生物质气化式三联供系统可以从许多方面进行多目标优化评估,比如生物质原料的种类、主要设备的选型与容量、热电比、运行策略等,大多数采用的方法是遗传算法(GA)。     

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。     

户用型上吸式生物质反应器的供风装置改进及其气化性能试验研究

以提高供风面积、改善供风均匀性和供风预热为思路,设计一种带内部供风预热送风弯管的梅花型供风器,开展其供风对气化炉气化性能的试验研究,对比分析该供风器和传统单管型供风器对气化反应过程的床层温度和产气成分的影响。试验结果表明,梅花型供风器供风时,反应床层温度显著升高,其波动程度趋于平缓,CO和H2含量明显提高,从而使气化气低位热值得到提高。由此表明,梅花型供风器提高户用型上吸式生物质反应器的气化性能是可行的。     

下吸式固定床气化炉的加料装置

目前生物质气化机组普遍使用的有螺旋叶片式加料装置、刮板式加料装置和提斗式加料装置.文章介绍了3种加料装置的结构、特点以及对物料的适应性.螺旋叶片式加料装置和刮板式加料装置适应较细的物料;提斗式加料装置对碎板皮、枝权、刨花、玉米芯等尺寸较大、又不均匀的气化原料有较好的适应性.     

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。     

下吸式生物质气化炉的设计

介绍了下吸式生物质气化炉的工作原理、特点,以及主要结构尺寸的设计要点.     

中部出气的上吸式固定床气化炉及其自动控制的料斗供料系统设计

改进的固定床上吸式生物质气化炉,以锥形下料裙将气化炉分成气化室与储料室两部分,出气口设在下料裙死角处。输出的产出气温度在300℃以上、灰分少、热值高,气化效率高,兼具上吸式与下吸式气化炉的优点,有效解决了常规上吸式气化炉产出气中焦油含量高、热值低问题。自动控制的料斗供料方式保证了气化炉运行的可靠性与安全性,扩展了生物质木料的适用范围。实现产出燃气在蒸汽锅炉中代替煤、木材、油燃烧,可有效解决中小企业的用能问题,达到节能减排的目的。     

内循环流化床生物质气化过程的神经网络模型

基于BP人工神经网络原理,利用MATLAB神经网络工具箱,以实验得到的57组气化实验数据作为样本,建立了一个以加料量和送风量为输入变量,以燃气热值、产气率、碳转化率和气化效率为输出变量,用于描述连续稳定气化过程的内循环流化床生物质气化模型。对模型的隐层节点数和训练周期改变对模拟结果的影响进行了分析,发现当隐层节点数为20,训练步骤为50步,模型的4个输出变量的模拟结果与实验结果相关系数均超过0.95;同时对该模型的预测能力进行了考察,模型预测结果与实验结果吻合良好,证明了该模型具有较强的泛化能力,为生物质内循环流化床气化系统的优化设计和自动控制提供新思路。