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.     

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.     

基于Aspen plus的污泥循环流化床高温氧气气化模拟分析

基于Aspen plus软件建立了循环流化床污泥高温氧气气化模型,研究了气化温度、O₂当量比、O₂浓度及污泥含水率等因素对气化产物组分的影响。结果表明：O₂当量比为0.05时,可燃组分含量最多,继续增加当量比会使可燃组分逐渐下降;随着温度升高,可燃组分逐渐增多,当温度达到850℃时,产物组分几乎不再变化;随着污泥含水率的增加,CO的体积分数逐渐下降,气化气热值降低;当O₂浓度从55%增至98%时,可燃组分逐渐增大,气化气热值逐渐增大。     

煤和废弃物共气化制备富氢燃料气的研究

开展了利用煤、废木屑和聚乙烯废料进行共气化以制备富氢燃料气的研究.实验在实验室小型流化床反应器上进行,气化介质采用空气和水蒸气.研究了气化温度和进料组成对气化过程,尤其是对气体产率、组成的影响.结果表明,气体组成中H2含量高达40%.而且,煤可以和高达40%的废木屑和聚乙烯废料进行共气化.当然,气化进料不同,气化产物也有所不同.煤与废木屑共气化时产物中的CO含量较高,而煤与聚乙烯共气化时烃类的含量较高.因此,通过控制进料可以得到不同组成的产品.     

生物质气与煤混合燃烧污染物排放特性研究

为了减少污染物的排放,分析生物质气与煤混合燃烧对燃烧产物的影响,基于Aspen Plus软件搭建生物质气和煤混合燃烧模型,对混合燃烧生成的污染排放物进行模拟计算.随着空燃比的变化,生物质气的成分和低位热值发生改变;将气化效率最高时的生物质气和煤掺烧,研究燃烧温度和生物质掺混比例对NOx和SOx污染物排放的影响.结果表明:生物质气的低位热值随空燃比的增加而降低;随着燃烧温度的升高,NOx和SO2排放量逐渐增加,而SO3的排放量逐渐减少;随着生物质气掺烧比例的增加,NOx和SOx的排放量逐渐降低.     

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。     

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。     

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...     

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.     

固定床内稻壳热解的能和分析

为研究稻壳热解过程的热化学转化的能和关系,设计并建立了下吸式固定床稻壳热解反应系统,介绍了实验系统的设计方案以及热解反应系统的工作原理。通过实验测得稻壳热解反应中各产物的产量,利用能和的分析方法对稻壳热解产物进行了分析,得到不同热解温度下各热解产物的能和关系。结果表明:各成分热解气在500-700℃能值和值的贡献为CH4COH_2CO_2。在700~800℃过程中各成分能值和值的贡献为COCH_4H_2CO_2;为研发经济高效的热解反应器提供参考。     

不同煤种地下气化特性研究

在地下气化模型试验及理论分析的基础上，研究了不同煤种的地下气化特性．比较了空气连续气化及纯氧．水蒸汽气化条件下的煤气组成，并从气化煤层升温速率、气化速率、煤气产率、气化效率等方面比较了不同煤种的地下气化特性．试验结果表明，煤种的不同组成决定了空气煤气中CO，H2，CH4含量的不同，鼓风量影响着空气煤气的组成．在适宜的汽氧比条件下，不同煤种纯氧，水蒸汽地下气化均可以获得中热值煤气。对于试验煤种，褐煤具有高的气化活性、气化速率及低的煤气产率，其纯氧-水蒸汽气化效率达87％，最适于地下气化；瘦煤地下气化，气化煤层温度上升缓慢，其气化活性较低，气化速率变化平缓，纯氧-水蒸汽气化效率为74％，但气化过程稳定，且具有高的煤气产率，可以进行地下气化；气肥煤煤层升温速率最快，煤气产率仅次于瘦煤，但在煤挥发分析出后，气化速率减小，气化稳定性变差。     

煤炭地下气化过程稳定控制方法的研究

在煤炭地下气化过程中 ,由于炉内客观条件的不断变化 ,难以建立正常的加热制度和及时正确地控制鼓风气流和煤气的流动 ,从而影响气化过程稳定进行 .针对这一问题 ,在新河和刘庄煤炭地下气化现场试验的基础上 ,研究了三种控制气流的方法 ,即辅助通道供风气化、压抽结合供风气化和反向供风气化 .结果表明 ,这三种控制方法能够降低出口煤气中 CO2 的含量 ,提高煤气热值 ,稳定煤气产量 ,是现场试验和生产过程中实现连续、稳定生产的有效措施     

烟煤在双流化床中气化特性初步实验研究

利用一套高3m的双流化床煤气化实验系统,以烟煤为燃料进行了气化初步实验研究.烟煤在气化炉中进行热解气化,生成的半焦经下返料器送入燃烧炉进行燃烧,通过高温循环灰携带能量供给气化炉.通过调整气化炉内料层高度改变燃料在气化炉内的停留时间,从而影响气化效果,料层高度可以通过气化炉内压差进行监测.烟煤气化达到稳定工况时,燃烧炉和气化炉的温度和压差基本保持稳定.燃气热值为5.53 MJ/m3,尚未达到中热值标准,原因在于实验装置规模较小导致散热损失较大,同时返料器以空气为返料风降低了燃气品质.     

倾斜煤层煤炭地下气化模型试验研究

为了认识倾斜煤层煤炭地下气化特征和规律性 ,藉助多功能模型试验台 ,对倾斜煤层进行了模型试验研究 .简述了煤炭地下气化多功能模型试验台结构 .介绍了脉动气化、水蒸汽气化、富氧水蒸汽气化及返流气化方法 ,研究了产出的煤气热值、组份和气化速率 ,并对试验结果进行了讨论与分析 .试验结果表明 ,脉动气化在一定程度上可改善煤气质量 ,采用水蒸汽气化方法 ,能够生产高热值水煤气 ,富氧和返流气化未能明显改善出口煤气质量 ,但能够迅速提高气化炉体的温度 .与急倾斜煤层相比较 ,倾斜煤层尚不能提供有效的渗流燃烧的气化条件 ,因而影响着煤气质量的提高     

煤炭地下气化模型试验研究

本文介绍了在实验室内进行的两阶段煤炭地下气化法模型试验,主要研究两阶段地下气化法的可行性,以及产出煤气的热值、组份和气化速度等。试验结果表明,两阶段地下气化法是可行的,应用该技术可生产热值较高的煤气。本次模型试验得出的两阶段时间之比,与理论上的计算值基本一致。     

刘庄煤气化反应动力学特征的研究

针对煤炭在气化过程中高温的碳与二氧化碳和水蒸汽发生的非均匀向反应决定了出口煤气的组分和热值这一问题,在实验的基础上,研究了刘庄煤气化过程中ＣＯ２还原反应和Ｈ２Ｏ（ｇ）分解反应的动力学特征,确定了其化学反应的速率表达式,得出其反应活化能分别为１４０．４１ｋＪ／ｍｏｌ和１７１．５３ｋＪ／ｍｏｌ。     

生物质空气气化机理和燃气品质影响因素研究

生物质空气气化主要用来生产5 M J/Nm3左右的低热值燃气,对生物质分子组成及分子结构、空气气化过程中复杂的物理化学过程、物料的组成和气化设备的结构以及运行参数对产品燃气的品质的影响进行了研究,提出了提高燃气品质、降低焦油的技术性建议.     

加压湍动循环流化床气化炉煤气成分与热值试验

为了研究不同操作工艺参数对加压循环流化床煤气化特性的影响,在加压湍动循环流化床热态实验台上对淮北烟煤进行煤气化试验,试验操作条件：气化炉压力p为0.3 MPa、气化温度t为830～910 ℃、空气煤质量分数w(空气煤)为0.29～0.4 kg/kg、蒸汽煤质量分数w(蒸汽煤)为0.32～0.53 kg/kg.通过多参数组合变换工况,分别考察试验操作条件对煤气成分和煤气热值的影响.采用宽筛分石英砂作为床料,在试验过程中粗石英砂加剧气化炉提升段下部密相区的扰动程度,同时细石英砂提高上部稀相区颗粒体积分数,加上气化炉本体具有下宽上窄的特征,在一定范围内实现气化炉提升段下部湍动流化,上部环核流动.结果表明,气化炉温度对加压煤气化过程影响最为显著,并在w(空气煤)为0.35 kg/kg、w(蒸汽煤)为0.38 kg/kg时,煤气热值达到最大值4 138.98 kJ/m3.     

燃料可燃组分变化对BC/IGCC燃气轮机燃烧室效率的影响分析

通过对生物质气、煤气及不同比例生物质气和煤气混合气体组成可燃成分对B/IGCC(或BC/IGCC)燃气轮机燃烧室效率影响的计算,定性地分析了燃料可燃组分对燃烧室效率的影响规律。结果表明:生物质燃料气比高、中、低热值煤气在燃烧室中的效率都高;燃料组分的相对含量对效率的影响程度较大,当H2体积百分含量在某一范围内时,燃料组分中CO的相对含量对燃烧室效率的影响程度比H2的影响大,在相同体积百分含S量条件下,CO在燃烧室中的效率比CH4高,在燃气轮机初温的提高受限的条件下,将含C量相同的燃料转化为CO气体比转化为CH4更有利于提高燃烧室效率。