热载体与生物质半焦散体颗粒的分离特性研究

在以固体热载体加热实现生物质快速升温热解液化工艺中,热载体与热解半焦颗粒的分离极为重要。为了研究陶瓷球热载体与生物质半焦颗粒的分离过程,设计制作了V型下降管冷态实验装置,并利用粒子图像测速仪对不同质量比(30:1,40:1,50:1,60:1)、圆形出口和方形出口条件下的颗粒分离规律进行了实验研究。研究表明,该装置能够保证热载体和生物质半焦颗粒喂料流畅、稳定且均匀,能够满足实验所需要的两种颗粒的不同混合质量比的要求;陶瓷球对生物质半焦颗粒的携带作用明显,受生物质半焦颗粒影响水平流动速度、轨迹的高度和射程减少50%左右;管口下底面与筛网的竖直高度应大于20mm,水平距离应大于32mm,筛网的水平投影长度应大于120mm,分离效果较好。     

生物质在下降管内的热裂解动力学研究

为研究陶瓷球热载体加热工艺下生物质在下降管内的快速热解的挥发特性,在热解温度分别为723,773,823K,下降距离分别为150,550,850,1 150mm工况下,对40～46目的玉米秸秆粉末进行了热解实验,利用一级动力学反应模型研究了生物质的热解动力学过程。实验数据与模型计算表明,生物质热解挥发程度随温度的升高和下降距离的增大而增大,实验数据和理论模型吻合性较好。     

玉米芯挥发特性的实验研究

为了更好地控制玉米芯汽化器的产气质量，有必要研究玉米芯的挥发特性。通过实验，研究了玉米芯的挥发份析出过程和特性，提出了在高温下玉米芯的挥发过程满足Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ定律的假定，并由实验证是可行的，并且得出了相应的热化学动力学参考。     

水平携带床气固两相流动的实验研究

为研究氩气和生物质颗粒(玉米秸秆粉末)流在水平携带床热解管中的运动规律，设计了水平携带床透明冷态模拟装置。以油雾粒子为示踪粒子，利用PIV技术(粒子图像测速技术)对氩气流在水平携带床管内的速度分布进行了测量和分析。在氩气流量不变的情况下，对水平携带床管内加入生物质颗粒后的流动速度进行了PIV测量。结果表明，氩气流在到达距离管道入口大于400 mm的区域后已经较为稳定，处于充分发展区；氩气流的速度分布是对称结构，在雷诺数为1695时，其速度分布形状明显不同于层流的抛物线形状，是更加接近于紊流速度分布形状。而相同氩气流量条件下，生物质颗粒速度分布是非对称形状，中心部位生物质颗粒运动速度明显低于气流中心速度；在整个水平携带床内，生物质颗粒都是处于被加速的状态。     

小麦和玉米秸秆热解反应与热解动力学分析

为了对生物质快速热解液化设备进行分析和计算，该文用热重、差热分析仪分别对小麦和玉米秸秆在不同升温速率下进行了热分析研究。结果表明：小麦和玉米秸秆的热解特性基本一致，热解过程可以用同一种模型描述；随升温速率的提高，热解最高速率时的温度和热解最高速率明显提高。分析了小麦和玉米秸秆热解反应过程，提出了平行一阶反应动力学模型并计算出模型中各参数，将该模型的计算结果、现有一阶反应模型的计算结果分别和试验数据进行了对比，结果表明，平行一阶反应模型的准确程度比现有一阶反应模型有很大的提高。     

一种带有产气热裂解装置的新型热解气化炉的实验研究

在实验室建造了一种带有产气热裂解装置的新型热解燃气发生炉作为实验模型,用玉米芯为燃料进行了对运行参数优化的试验分析。结果表明,强要根据入料的水分含量适当地搭配热解温度和热裂解温度,就可以得到较为满意的气化结果。对自然风干的玉米芯用600℃热解温度和800℃产气热裂解温度可使产气中焦油含量为9％以下、产气率达74％,产气性能远比普通煤气发生炉高得多。     

生物质裂解液化技术的研究开发

介绍了生物质裂解液化技术的产生和发展历史.利用等离子体加热层流炉研究了生物质的快速热挥发特性.介绍了等离子体加热手段用于研究生物质热裂解液化的优点和结果.对于工业示范装置的结构和实验情况进行了说明.特别强调了对于生物油的合理应用问题;阐述了生物质裂解液化技术的发展前景.     

生物质快速热解动力学研究进展

建立动力学方程是正确了解生物质热解过程的关键,研究生物质快速热解机理必须获得生物质在快速热解条件下的动力学方程.为此,介绍了国内外学者对生物质快速热解动力学的研究,对提出的动力学模型进行了总结并分类介绍.生物质在快速热解条件下的动力学模型可以分为单步整体模型、竞争反应模型、半总体模型、焦油二次裂解模型和综合模型等.     

层流炉内生物质粉喂料器的设计与实验

在利用层流炉研究闪速加热条件下生物质粉热解挥发特性的实验过程中,生物质细粉的稳定加入与否直接影响实验数据的获取.为满足层流炉实验中在极小喂料速率下的稳定喂料要求,设计了一套震动式气流携带喂料器.该喂料器中生物质粉在振动电机的作用下呈流动状态,携带气流将其携带至反应区中.利用PIV技术进行了层流炉内生物质粉运动规律的冷态测量实验.研究结果表明,该加料装置具有连续稳定的加料特点,加料速率稳定在0.0399g/min左右.