生物质流化床气化中试实验研究

在生物质流化床气化中试装置上考察了不同原料、当量比和水蒸气配比工况下的温度分布、燃气特性和稳定性等气化特性。结果表明:木屑、稻壳和2种颗粒燃料的气化气体体积分数范围为:H227.1%~30.4%、CO 29.7%~32.6%、CO225.3%~27.9%和CH44.9%~5.8%;使用木屑和稻壳为原料可比颗粒燃料获得较均匀的气化温度分布,增加当量比和水蒸气配比可使流化床温度分布更均匀;在气化炉密相区,随气化炉高度增加,H2和CO体积分数升高,CO2和O2体积分数降低;在稀相区气体组分含量随高度变化平缓;改变气化介质、当量比、水蒸气配比和二次风配比可显著影响气化气体焦油含量;木屑水分的提高会降低气化稳定性,稻壳气化过程中易出现炉底温度骤升现象,颗粒燃料气化过程中易导致密相区温差和压差持续升高。     

生物质流化床气化过程的试验研究及示范

在流化床生物质气化炉内，采用空气作气化剂，对7种农林废弃物进行了气化实验研究，燃气成分中，CO含量在14%-17%之间，H2含量一般低于10%，甲烷含量为5%-20%，燃气热值为5300-6500KJ/m^3，气化效率72.6%。     

双循环流化床生物质解耦气化实验

对两种常见的生物质（玉米秸秆和稻壳）进行了能量平衡分析和计算,结果表明其中固定碳的燃烧足以维持挥发份热解所需能量。通过冷态实验得到了双床系统的循环和压力分布情况,证明可以通过该装置实现循环灰的传递并避免了燃烧炉和气化炉气体的掺混。生物质颗粒料的热态气化实验表明,可以由冷态平稳切换到气化工况并实现稳定运行,气化产生热值可以达到     

流化床生物质气化实验研究

用φ５０ｍｍ流化床反应器,以木屑为物料,以水为气化剂,以硅砂作流化介质进行生物质气化工艺实验研究。在８００℃得到热值为１７．１３ＭＪ／ｍ＾３的产品气,此时产气率为１．０７ｍ＾３／ｋｇ。对实验结果进行了物料平衡和热平衡计算,得出木屑的裂解热为８１２．５ＫＪ／ｋｇ（干基）。     

生物质鼓泡流化床和循环流化床气化对比试验

在内径为φ0.2 m、高6 m的流化床装置上,利用两种不同粒径的石英砂,分别进行了高速鼓泡流化床(BFB)和循环流化床(CFB)的冷态压力分布试验和热态气化试验.结果表明:冷态试验中,鼓泡流化床压力分布主要集中在底部的密相区,循环流化床压力分布更趋均匀.热态稳定气化阶段,循环流化床轴向温差只有40℃,气化的燃气热值、碳...     

生物质流化床气化反应过程数值模拟

建立了二维生物质流化床气化炉模型,模型包括气相质量、动量和能量守恒,热解过程动力学采用一步反应模型,气固均相与非均相反应采用物质输送模型,重点考察了颗粒在炉内的运动和热解气化过程,分析了温度和当量比对燃气组分的影响,并对模拟结果与实验结果进行对比验证.结果表明:颗粒在炉内的运行时间约为2.15s,0.8s左右时颗粒进入稳定的流化环境;CO2和CH4摩尔分数沿y轴方向逐渐将低,而CO和H2摩尔分数沿y轴方向不断增加.在不同温度和当量比条件下,模拟所获得的H2、CO、CH4和CO2摩尔分数与实验结果具有良好的一致性.     

加压串行流化床制取生物质合成气的模拟

利用Aspen Plus软件建立了加压串行流化床生物质气化过程的模型,并将模拟数值与试验结果相比较,验证了模拟研究的可行性.分别研究了气化温度Tg、气化压力pg以及水蒸气与生物质的质量比(S/B)对生物质合成气的成分、氢碳比、气化份额、生物质合成气产率和生物质碳转化率等的影响.结果表明气化温度、气化压力和S/B对生物质气化过程有很重要的影响,适当地提高气化温度和气化压力对制取生物质合成气有利(Tg在800 ℃左右,pg在0.4 MPa左右),合适的S/B在0.4左右.     

生物质气化所产木炭蒸气法制备活性炭研究

生物质气化技术是农林废弃物实现资源化利用的有效途径,对缓解能源压力、保护环境具有双重意义.利用气化剩余木炭进行活性炭制备又是对气化剩余物赋予高附加值的工艺创新.以气化所产松树枝木炭为原料,通过高温过热水蒸汽活化制备活性炭,采用正交试验方法分析了活化条件对活性炭的碘值和收率的影响,找出了最佳活化条件和影响活性炭质量的主次关系.在活化温度为600℃、活化时间为180min、水蒸汽流量为45kg/h时,得到质量最好的木质活性炭产品.     

生物质气化影响因素的分析

阐述了生物质气化的原理及有关生物质气化技术,分析了物料、气化反应器、气化温度和气化剂对生物质气化特性的影响,指出了生物质气化技术中的关键问题。     

生物质整合式流化床热解制油系统试验研究

提出了一种将生物质通过热化学方法转化为液体燃料的整合式流化床热解系统,该系统能实现液体燃料的分级制取和能源的综合利用。给料系统的独特设计确保了颗粒状生物质物料能以最大速率20kg／h顺利供给流化床反应器。试验分析了反应温度对生物质热解产物分布的影响,500℃的中温有利于生物油产量的最大化。通过气相色谱和傅里叶红外光谱联用分析仪确定了生物油的主要组分为含有酮、醛取代基的苯酚类和少量的酸、酯类化合物。     

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.     

下吸式固定床生物质气化温度场和组分场分布特性

首先采用多维数值模拟方法解析了下吸式固定床反应器生物质气化反应的发展过程,并通过主动配气下吸式固定床的气化试验结果验证了该数值解析方法的可行性。在此基础上,解析了气化过程中炉内温度场和组分场的分布特性。结果表明,空气当量比RER是影响下吸式固定床气化过程气化特性的重要因素,并且对于炉内温度场分布和气化产气组分场的最优取值范围为0.24～0.28。     

下吸式气化炉木屑高温蒸汽气化制取富H2实验

设计了生物质高温蒸汽气化实验平台,主反应器为高温蒸汽发生系统和带有喉口的下吸式气化炉。利用该实验平台对木屑进行高温蒸汽气化研究,气化过程通入的蒸汽温度控制在600~1 000℃。实验结果表明:高温蒸汽既是气化过程的气化剂又是部分热载体,能有效提高气化效率,并维持炉内温度场的稳定。实验条件下,气化气可燃组分体积分数达到77%以上,当蒸汽温度为(948±4)℃时,气化气中H2体积分数达到(51.83±0.12)%,气体热值为9.81 MJ/m3,H2/CO组分比达到2.17,气化气可持续稳定燃烧,气化性能较为理想。     

生物质气化发电焦油废水的厌氧毒性研究

厌氧毒性测定(ATA)结果表明焦油废水对厌氧菌有毒害作用,焦油废水使污泥活性下降50%的抑制浓度(IC50%)为418mgCOD·L-1。废水浓度不同对甲烷菌的毒性类型也不同,废水COD浓度在293mg·L-1以下属代谢毒性;在587mg·L-1时属生理毒性;在879mg·L-1以上属杀菌毒性。     

液—液循环流化制冰床流化特性研究

基于图像采集与处理方法实验研究了液-液循环流化制冰床的流化特性,发现颗粒的聚团、分散、粘连和聚并4个典型流化特征,获得了颗粒的沿程粒径分布,基于弗劳德准则数Fr揭示了颗粒流化特征与液-液循环流化床流化状态的相关性,讨论了流化床散式流化状态的参数区域。结果表明,颗粒的流化特征和沿程粒径分布随液-液循环流化床高度、运行参数及参数组合的变化而发生改变;距液-液循环流化床底部0.50 m高度内首先发生颗粒的聚团流化,受颗粒相变程度影响,进而在流化床0.50 m高度以上形成颗粒的聚并、粘连和分散流化,但颗粒聚并形成更大颗粒的现象不可避免;液-液循环流化床的流化状态由弗劳德准则数判别,并与颗粒的流化特征相对应,其理想的流化状态——散式流化主要发生在分散液体流量较小、循环液体流速和温度较低的区域。     

上流式污泥床过滤器处理生物质气化发电焦油废水--厌氧污泥驯化和颗粒化研究

处理生物质气化发电焦油废水的上流式污泥床过滤器(UBF)内厌氧污泥在环境温度(16～36℃)条件下完成驯化并实现颗粒化,其间焦油废水的COD比例是主要影响因素。UBF反应器稳定运行时,在HRT为66 9h,OLR为0 65～0 75kgCOD·m-3d-1的条件下,焦油废水COD平均去除率达到26%。     

多孔高分子载体固定化微生物厌氧流化床处理低浓度废水的研究

本文报道用厌氧流化床反应器处理低浓度有机废水的可行性研究结果。采用多孔高分子载体固定厌氧微生物和流态化技术强化传质过程,可克服低浓度有机废水甲烷化能力低的障碍。实验表明,在３５±１℃条件下,处理ＣＯＤ浓度为１６００ｍｇ／Ｌ的人工葡萄糖废水,床层最优膨胀率为５０％,容积有机负荷率为１９．２ｇＣＯＤ／（Ｌ·ｄ）,ＣＯＤ去除率达７０％;处理ＣＯＤ浓度为２２０～２５０ｍｇ／Ｌ的城市污水,容积有机负荷率为２．４～２．６ｇＣＯＤ／（Ｌ·ｄ）,ＣＯＤ去除率为５４％～５６％。