户用生物质气化炉焦油净化技术研究

比较了生物质集中供气技术与户用生物质气化技术。通过炉型分析,提出了上吸式生物质气化炉是农村户用气化炉型的理想选择;同时,分析了目前户用生物质气化炉存在的问题,认为催化裂解是户用气化炉焦油净化的有效途径。在分析小型气化炉焦油净化技术的基础上,开发了一种设置二次催化裂解与分离回收装置的新型气化炉。该炉能利用燃气显热,有效回收液态焦油和冷凝水,具有焦油裂解转化效果好、气化炉效率和燃气热值提高等优点。     

生物质气化中焦油的产生及处理方法

生物质气化是一种常用的生物质能转换途径,气化过程中不可避免地产生的副产物焦油具有极大的危害性.为此,从生物质气化技术原理、装置及流程入手,论述了气化过程中焦油的产生、特点、影响因素及危害性;分析生物质气化气中焦油的旋风分离、湿式净化和干式净化等物理净化方法,比较高温热解和催化裂解化学转化方法;指出不同焦油处理方法的优缺点及工程应用.如何控制与优化气化过程、采取合适的焦油脱除技术,已成为生物质气化技术的一个重要研究方向.     

内燃加热式生物质气化炉设

根据生物质气化原理,针对目前气化炉产气热值低和存在焦油的问题,设计了一种内燃加热式气化炉.内燃加热式气化炉优于已有的固定床气化炉、流化床气化炉;类似于下吸式固定床气化炉,热解气中焦油含量低;设置以热解气为燃料的内加热系统,减少了空气入炉量,提高了热解气热值.内燃加热式气化炉是将生物质气化与焦油的催化裂解集于一体,不需要再为催化裂解提供热源.     

生物质固定床两步法气化技术

在分析焦油形成机理和裂解条件的基础上提出了一种高效的低焦油生物质气化技术.该技术将生物质低温热解和高温气化两个过程分开进行,且要求热解发生于350～500℃之间,气化温度控制在1000℃左右,气化剂当量比大约为0.3.分步气化保证了焦油强化裂解的高温条件,使其充分裂解为小分子不凝性可燃气体,从而降低了可燃气体中基础焦油质量浓度,提高了燃气品质.该工艺可使燃气中基础焦油质量浓度降低到20mg/m~3以下.     

生物质资源的再应用（续2）

8.生物质集中供气技术 生物质集中供气是指以自然村为单位,规模为数十户至数千户的小型燃气发生和供应系统.生物质集中供气系统通常由土建工程、气化机组、过滤净化装置、储气装置、输送管道和用户终端等部分组成.     

生物质资源的再利用（续4）

13.300户生物质气化集中供气系统工程设计 300户生物质气化集中供气系统是比较典型的一种. 设计时应遵循的原则是:①系统气源压力稳定,安全设施齐全,输气管道运行稳定.②燃气热效率大于70%.③燃气的焦油和灰尘含量小于50%.     

稻秆气化焦油催化裂解脱除过程模型改进与优

对所建立的稻秆气化焦油催化裂解脱除过程LS-SVM模型进行了改进,将原模型的核函数由高斯径向基RBF核函数改为线性lin核函数,并对改进以后的模型进行了验证,在此基础上对稻秆气化焦油催化裂解过程作了优化.结果表明,改进以后的模型具有更好的模拟效果和泛化能力,且当催化裂解温度为949.1356℃,气相停留时间为0.9819s时,焦油催化裂解率达到最大值98.6877%.     

生物质热解利用系统的实验研究

根据产气量为20m3/h的热解炉,以玉米秸秆颗粒为生物质原料,对额定功率为10kW的燃气发电系统及其相关的焦油裂解装置进行了研究,得出玉米秸秆颗粒在热解温度为470℃左右时,燃气的热值最高,以煅烧的白云石和镍基催化剂组成的焦油裂解装置,在催化裂解温度为850℃时,可达97%以上的焦油裂解率.结合对热解气副产物生物质炭的分析,得出了生物质热解利用系统的产出能量大概分布,为生物质能源的高效综合利用提供一定的参考.     

生物质热解气化气中焦油生成机理及其脱除研究

生物质气化气中焦油含量高成为制约生物质气化技术商业化发展的决定性因素之一。在对生物质热解气化过程中焦油的生成及其影响因素进行分析的基础上，采取优化炉内结构与炉外气体湿式净化相结合的方法来脱除气体中的焦油，研究开发出气化剂由侧向送入的气化反应炉，以及相应的集喷淋、水溶、水膜、冲激于一体的湿式净化装置。该生物质气化机组所得到的可燃气具有燃气热值高、焦油含量胝、操作简单、安全可靠的特点。气化效率可达到78％，燃气低位热值为5．4MJ/m^3（玉米秸），焦油含量48mg/m^3，O2含量为0．7％，主要技术指标均低于有关行业标准。     

发展秸秆气化技术是我国秸秆能源化利用的有效途径

秸秆气化集中供气技术,采用了类似发生炉煤气的制气原理,使农作物秸秆等生物质原料在控氧状态下燃烧反应,将生物质的主要成份碳、氢(木质素、粗纤维、氢、氧)等元素转化为可燃的一氧化碳、氢、甲烷、丙烷等气体,秸秆中大部分能量转移到气体中;再去除可燃气体中的灰分、焦油等杂质,可燃气体通过管网送入用户燃烧时,能量就释放出来。秸秆气化技术是一种热化学处理技术,采用工程设备     

多体式秸秆生物质气化炉的设计

生物质能是一种清洁、可再生的能源,秸秆生物质能的开发、应用具有广阔前景,而气化燃烧是秸秆生物质能利用的一种形式。针对小型家用生物质气化炉在使用中存在气化气中焦油、灰分含量多,物料连续添加工艺复杂,而物料间断供给使用不便等问题,提出一种多体式秸秆生物质气化炉的设计。通过3个气化燃烧炉体且内炉体可拆卸,空气气化剂预热、均布供给,焦油及灰尘杂质二级净化处置等结构设计,可使得生物质物料装填工况满足家用炊事需求、保证气化反应工艺要求、有效去除气化气中焦油及灰尘杂质。多体式秸秆生物质气化炉的使用推广,可实现对秸秆生物质能源有效利用,也有助于解决秸秆生物质资源浪费及污染问题。     

家用生物质气化炉市场现状与技术发展

生物质能是很好的替代能源,因而生物质气化技术的开发利用及相关设备的研制得到许多国家和企业的重视。近几年,我国生物质气化技术开发利用与推广力度较大,特别是家用生物质气化炉涌向农村市场。但现用户对家用生物质气化炉产品褒贬不一,技术推广的难点是燃气热值低、焦油含量高以及使用操作繁杂。因此,发展家用生物质气化炉要正确宣传引导、加强技术培训,特别是要开发产气稳定、燃料利用率高、结构简单、操作方便、价格低廉且使用安全可靠的产品。     

木块气化过程焦油联合脱除工况优化

基于松木块气化试验数据,建立了燃气焦油炉内、炉外联合脱除过程最小二乘支持向量机模型（LS—SVM）。在燃气焦油炉内脱除工况优化基础上,针对催化剂活性进一步拟合了燃气焦油炉外催化裂解脱除过程多目标优化模型,优化计算得到气化燃气焦油联合脱除工况的Pareto最优解集。寻优结果表明,气化炉出口燃气焦油质量浓度低于2g/m3,满足焦油催化裂解器对入口燃气焦油含量要求;焦油催化裂解器出口燃气焦油质量浓度降低至0.126~0.340g/m3之间,同时满足燃气热值大于4MJ/m3的工程要求,燃气总体品质明显优于试验结果。     

生物质气化焦油分离器气相流场数值模拟

根据焦油的物性和分离要求设计了一种适用于干法脱除焦油的新型焦油分离器,该焦油分离器同时具有冷却降温促焦油冷凝析出和分离焦油液滴的作用.通过对其气相流场的数值模拟发现,壁面降温对其内部的温度场影响明显,这是气体运动传热的结果.旋风分离器内气体温度随着周边气流下行温度逐渐降低,随着中心气流上行而逐渐升高,在径向呈现驼峰状分布.温度降低导致了气体密度增加和粘度减小,以及焦油液滴粘度增加,通过对焦油液滴分离理论和焦油的物性分析得出,壁面降温可以减小切割粒径,有利于提高生物质气化燃气中焦油的分离效率.     

主动配气下生物质气化焦油热裂解特性试验

针对下吸式生物质固定床气化炉,采取主动配气的方式,进行焦油的热裂解性能试验.试验结果表明:主动配气下,气化炉同一截面反应均匀,具有较厚的高温层,为焦油热裂解提供良好的条件,并寻找到气化反应的最优配气量,在此配气量下,以玉米秸秆为原料,燃气中的焦油质量浓度约为600 mg/m3,热值达到5 400 kJ/m3左右,同时验证了灰层厚度等其他因素对焦油热裂解和燃气质量的影响.     

牧豆树下吸式气化炉性能评价（摘选）

通过调查生物质发电厂得知,牧豆树常被选为下吸式气化炉的燃料。产气的特性由不同的成分、热值、密度和焦油含量所确定。气化炉的性能通过观察参数如燃料消耗量、比燃料消耗量、当量比、比产气率、比气化速率和气化效率来评价。在负荷20 kW条件下,一氧化碳（CO）、氢气（H2）、二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）和氮（N2）体积百分比分别为18.4%、13.8%、11.1%、2.40%和54.2%。随着发动机负荷从5 kW增加到20 kW,气体的热值、密度和焦油含量变化范围分别为4.17～4.85 MJm3,1.16～1.56 kgm3和10.0～10.2 mgm3;燃料消耗速率、比燃料消耗速率、比气化速率、比产气率、当量比和气化效率变化范围为11～28 kgh,1.40～2.20 kg（kW·h）,29.63～75.43 kg（m2·h）,103.7～257.43 m3hm2,0.32～0.47和79.26%～89.90%。      

生物质热解焦油燃烧试验系统设计与试验

生物质热解焦油作为热解炭化或气化过程的副产物,难以去除且危害较大。通过对热解焦油的理化性质分析,发现其具有较高的热值,燃烧后可以为热解设备提供热源,实现能量的循环利用。针对热解焦油雾化效果差、直接燃烧不稳定等问题,设计了二次雾化喷嘴,并提出一种生物质热解焦油伴气燃烧的工艺;采用一定量的热解气作为助燃剂,为热解焦油燃烧提供稳定的火焰,设计了热解焦油燃烧试验系统。燃烧试验表明,该燃烧器的焦油燃烧量为20~55kg/h,达到设计要求。当雾化空气压力为0.6MPa、热解焦油压力为0.2~0.4MPa、热解气压力为0.3~0.5kPa时,燃烧器燃烧稳定,火焰明亮。通过烟气分析仪发现燃烧烟气中CO和NOx含量较高,表明在燃烧室中的一次燃烧并未达到理想的燃烧效果。     

秸秆气化过程中焦油含量的影响因素

通过对秸秆气化过程中焦油生成机理的研究,分析了温度、滞留时间(TR)、催化剂、气压、空气当量比(ER)及气化设备等诸因素对焦油含量的影响,从而解决了气化燃气中焦油含量比重大的问题,减少了焦油对气化设备的腐蚀,降低了燃气的净化成本,提高了秸秆燃料的气化转化效率.