床层压降对主动配风式生物质气化影响分析

通过实验的方法对生物质气化过程中床层压降的影响进行研究,以空气为气化剂进行了生物质气化特性试验,考察了气化参数对生物质产气质量的影响。分析了压力、温度、热值三者间的内在联系。研究结果表明:在实验工况下,最佳压降范围为1.6～2.9 kPa,此时炉内氧化层温度达到1 000～1 300 ℃,燃气热值为4 900～5 700kJ/m³,焦油质量分数随温度升高而降低,在炉内压降超过2.9 kPa时氧化层温度降低,因此,在最佳压降范围内,压降提高有利于燃气质量的改善,该结论可以对气化炉床层反应动力学研究提供参考。     

含水率及温度对中药渣热解特性影响

中药渣类高含水工业生物质废弃物能源化清洁处理技术开发尤为重要。本工作以中药渣为研究对象,结合热重表征手段,利用固定床对其进行热解特性研究。研究不同原料含水率、热解温度及热解速率下的热解产物产率分布及其成分和特性,及氮元素在气、液、固三相产物中分布规律。结果表明,该中药渣完全热解的温度范围为650~850℃。在此温度范围中升高温度有利于热解过程,提升了热解效率及可燃气品质,可燃气、半焦中的氮元素含量下降,热解油中的含量上升。降低含水率能够提高热解效率,热解油中含氮化合物含量增加,促使氮元素向液相迁移。中药渣烘干的过程中减少了碱金属含量,影响热解油组分。提高热解速率也能一定程度上影响热解产物组分及氮元素分布。本研究可为中药渣热解过程优化及含氮化合物排放控制提供理论基础。     

中药渣循环流化床热解气化试验

对含水率为20%的六味地黄丸药渣进行气化试验研究,采用空气预热装置将气化剂空气由常温加热为约200℃的热空气,研究了在两种不同温度的气化剂条件下,空气当量比ER对气化特性的影响,并讨论了水蒸气配比S/B对气化特性的影响。结果表明:随着空气当量比的增加,循环流化床炉内气化温度逐渐升高,燃气热值和燃气中焦油含量均逐渐降低,气化效率则先增大后减小。当气化剂为常温冷空气时,理想空气当量比为0.26~0.30,燃气热值为4 400~5 000 kJ/m3,气化效率为67%~70%;气化剂为200℃热空气时,理想空气当量比为0.24~0.29,燃气热值为4 700~5 700 kJ/m3,气化效率为73%~75%;随着水蒸气配比的增加,炉内温度逐渐降低,焦油含量逐渐升高,燃气热值先增加后减小,当S/B为0.4时,燃气热值可达6 100 kJ/m3。研究结果可为中药渣的资源化处理与利用提供参考。     

不同配气工艺下生物质固定床气化试验研究

采用自主研发的连续运行主动配气下吸式固定床气化炉为试验平台,研究了不同配气工艺下气化炉内温度场和压力场的变化,并且以稻草为气化原料进行气化试验,分析了不同配气工艺对燃气组分、燃气热值和燃气中焦油质量浓度的影响。结果表明:改变配气工艺从单层配气到双层配气再到三层配气,反应炉内温度逐渐升高,反应炉内各层压力逐渐均匀,三层配气时炉内氧化层温度在1 100℃左右,炉内最高压力为24.1 kPa,三层配气时气化炉内温度场和压力场的分布具有较高气化反应特性;同单层配气和双层配气相比,三层配气工艺下以稻草为气化原料燃气组分中H2和CO的体积分数明显提高,其值分别为10.23%和20.49%,相比于单层配气提高了3.08%和2.28%,单层配气、双层配气和三层配气工艺下燃气热值分别为4 656.82 kJ/m3、4 934.99 kJ/m3和5 476.77 kJ/m3,燃气中焦油质量浓度分别为0.834×10-3kg/m3、0806×10-3kg/m3和0.721×10-3kg/m3。