外加热式生物质连续热解设备燃气净化系统的研究

以外加热式生物质热解炭气油联产中试设备为平台,以其工艺技术特点为基础,结合粗热解气的组分特性,提出了一种分级处理、逐级净化的工艺技术方案,主要包括旋风除尘、多级冷凝、静电捕焦、湿法除焦等工艺环节,同时对净化后的燃气进行清洁回用,并分析了安全预警与防爆措施、智能监测与控制系统等辅助技术。     

棉秆炭与生物质焦油混合成型及燃烧特性研究

为研究棉秆炭与生物质焦油混合成型及燃烧特性,以成型压力、成型温度和焦油添加量为试验因素,采用正交试验方法,开展成型条件对抗压强度、跌落强度、松弛密度及吸潮率影响规律的试验研究,并采用差热热重同步分析仪,分析棉秆炭、焦油混合试样燃烧特性。试验结果表明：最优成型工艺参数为成型压力8 kN、成型温度20 ℃、焦油添加量6%。棉秆炭与焦油混合试样的综合燃烧特性指数（28.86~24.21）×10^-8 K^-3·min^-2随焦油添加量（0%~6%）的增加而逐渐减小,说明在棉秆炭中加入适量焦油制备成型炭可获得良好的成型及燃烧性能。     

农作物秸秆多级协同干燥系统设计与试验

在对农作物秸秆基本特性分析的基础上,结合不同类型干燥技术的特点与适用性,提出秸秆多级协同干燥工艺方案,并分别对搅拌干燥、脉冲气流干燥、三回程转筒干燥装置和辅助系统进行设计与试验。以玉米秸秆为原料,系统性能测试结果表明:原料入机含水率为29.5%,出机含水率为8.4%,工作环境噪声为75.6 dB,原料处理能力为3.92 t/h,可满足后端生物质成型生产线要求。     

生物质热解气重整试验平台设计与试验

针对热解气焦油含量高、热值低的问题,文章基于焦油催化裂解和热解气气化重整原理,提出了生物质热解气重整工艺路线,并设计、搭建了生物质热解气重整试验平台,该试验平台主要由热解、催化重整、产品收集、控制系统等组成。以玉米秸秆为原料,在该试验平台上开展了热解气重整试验,试验结果表明:在以石英砂作为惰性材料的条件(高温裂解)下,热解气产率为33.8%,焦油转化率为64.3%;在玉米秸秆炭催化裂解条件下,热解气产率为37.8%,焦油转化率72.6%;高温裂解和催化裂解条件下生成的热解气的热值均达到了17MJ/m3以上。热解气重整试验平台达到了设计目的,为热解气重整研究提供了理论支持和技术支撑。     

内加热连续式生物质炭化设备的研制

针对目前生物质炭化设备生产率较低、能源消耗大、原料适应性较差等问题,提出生物质连续炭化生产工艺路线,采用内加热热解原理,研发内加热连续式生物质炭化设备。以生物质颗粒燃料等为原料开展炭化试验,试验结果表明;设备生产率为108 kg/h,生物炭得率为31%,吨炭电耗为15 k W·h,各项性能指标均达到设计要求,可实现生物炭的连续生产。     

石英管定向强化流场模拟内构件反应器不同厚度煤热解特性

内构件固定床热解反应器通过强化传热和调节热解产物由高温区向低温区流动并优化热解产物二次反应与反应器内流场、温度场的匹配关系,提高了热解油气收率和品质。采用石英管定向强化流场模拟内构件固定床反应器,考察不同厚度煤层热解特性。试验结果表明,随着煤层厚度的增加,热解焦油收率降低,焦油中轻质组分含量(沸点低于360 ℃)明显升高。当温度为800 ℃,煤层厚度从100 mm增加到200 mm时,焦油产率从6.96%下降到4.50%,下降幅度达35.30%;焦油中轻焦油组分含量从62.50%上升至76.80%,增加幅度达22.90%;热解水和煤气产率分别由9.32%和9.60%增至10.70%和10.90%,半焦产率略微降低。其中汽油馏分从3.80%增加到20.30%,煤油馏分从18.50%增加到40.00%。     

典型农林废弃物生物炭制备棒状成型炭工艺研究

为探索经济有效的生物炭成型工艺,文章以胶黏剂种类、胶黏剂添加量、生物炭种类和原料含水量为试验因素,采用高位热值、密度、径向最大抗压应力、抗跌落强度作为评价指标开展正交试验。试验结果表明:以稻壳炭为原料,添加羟甲基纤维素,加水调制后胶黏剂含量为1.0%,原料含水量为30%时,成型炭的抗跌落强度和径向最大抗压应力最大,成型效果最好;从经济性考虑,以稻壳炭为原料,添加糯米粉、加水调制后胶黏剂含量为1.0%、原料含水量为30%为最优方案。     

生物质热解油/柴油乳化效果评价方法及影响因素

采用微观和宏观分析相结合的方法,评价稻壳热解油和柴油乳化效果,宏观上以热解油乳化比例为评价依据,微观上以乳化液中热解油液滴的平均粒径和数密度为评价依据,重点研究了乳化剂种类、亲水亲油平衡指数（hydrophilic-lipophilic balance,HLB）、乳化液静置时间、乳化温度、热解油质量分数、乳化剂用量等因素对热解油和柴油乳化效果的影响。研究结果表明：微观和宏观分析法对乳化效果变化规律的评价结果基本一致,评价方法具有较高的准确性。与司班80-吐温80复配乳化剂相比,Atlox 4194-DP 2206复配乳化剂对热解油和柴油混合液的乳化效果更好,且乳化剂的最佳HLB值为4.82。热解油液滴平均粒径和液滴数密度在静置第1天内变化较为明显,在静置时间超过3天后基本保持不变。静置时间超过1天后,乳化温度对乳化液的稳定性和乳化效果没有影响。随热解油质量分数或乳化剂用量的增加,热解油乳化效果先增加后降低,热解油的质量分数范围应在10%~20%间,且质量分数为10%时,热解油乳化效果最好,热解油乳化比例可保持在90%以上;乳化剂与热解油比例的范围应在0.25~0.5,且比例为0.5左右时,乳化效果最佳,热解油乳化比例可稳定在85%以上。     

生物质热解反应装置研究现状及展望

生物质热解是实现生物质能源化利用的重要途径,对解决日益严重的能源问题有着重要意义。着重介绍了几种典型的生物质热解反应器的研究现状,并列举了近期开发出的几种新型热解反应装置,总结了不同种类的热解反应器的工作原理及各自优缺点和适用情况。对催化热解和生物质原料预处理及反应器进行了综述,指出开发新型高效、高活性热解催化剂和加大对原料预处理技术的基础理论探索力度是未来生物质热解研究的发展方向。     

生物质炭化热解气催化重整制取费-托合成气研究进展

生物质热解气是一种高热值的可燃气体,具有重要的开发利用价值,但由于其复杂的组分,多焦油和CO₂、CH₄等成分对热解气化过程以及相关的设备都有较大的危害,而冷凝下来形成的黏稠液体易造成管道堵塞,直接燃用产生的炭黑会造成环境污染,成为制约热解气进一步开发利用的主要因素。本文分析了热解气催化重整制取费-托合成气的可行性,分别介绍了连续和分段式热解-催化重整设备,镍基、钙基、铁基、碱金属类、生物炭等催化剂,以及热解气分离提纯技术等方面的研究现状,分析了目前热解气制取费-托合成气研究中存在的催化重整设备规格不统一、缺乏相关的行业标准、不同催化剂与催化剂助剂的催化重整效果、机理尚不明确等问题,并提出了采用分段式热解-催化重整设备,并以炭化产品生物炭作为催化重整催化剂的未来研究方向,开辟了生物质炭化热解气开发利用的新途径。