高温空气气化生物质的平衡模型研究

在考虑气化过程中碳的部分转化及系统散热的基础上,对甲烷反应的平衡常数进行修正,建立了基于物料平衡、化学平衡及能量平衡的高温空气气化生物质的平衡模型,模型计算结果与文献试验数据相符。利用该修正模型研究了林木废弃物在下吸式固定床、高温空气气化条件下,空气预热温度、原料含水量及空气当量比对产气组成、气体热值和气化效率的影响。结果表明:提高空气预热温度有利于产气,而原料含水量应尽量降低;空气当量比为0.34时,气化效果最理想。     

基于Fluent的固定床生物质气化炉冷态压力场研究

以下吸式固定床生物质气化炉物理模型为研究对象,应用流体仿真软件Fluent,对冷态气化炉在单、双层气化剂配风工况下的床层压力场进行仿真研究。通过气化炉多点测压实验,对仿真结果进行验证。利用欧拉-拉格朗日方法分析气化炉冷态流场分布特性,根据伯努利方程说明气化炉床层压力场的变化原因。结果表明,仿真与实验结果的误差值在2.5%以内,气化剂配风工况的变化改变了炉内流场,双层气化剂配风使氧化层压力场平均值为14.98kPa,高于单层配风工况,且轴向压力分布均匀。     

下吸式生物质气化炉的设计

介绍了下吸式生物质气化炉的工作原理、特点、以及主要结构尺寸的设计要点。     

生物质气化与废弃物焚烧联合发电技术环境效益分析

介绍了生物质气化与废弃物焚烧联合发电技术,确定了该联合发电技术减排CO2环境效益的评估方法和基准线,定量计算了CO2减排增量成本和环境效益。对燃料费用、贴现率、C排放系数变化引起的不确定性进行了敏感性分析。结果表明,该联合发电技术具有显著的CO2减排环境效益,与基准线同等规模时效益为1457.2万美元/年。     

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。     

户用型上吸式生物质气化炉的改进设计

在分析现有户用型上吸式生物质气化炉优缺点的基础上,针对目前气化炉普遍存在的产气可燃成分含量低,焦油及灰尘含量高,燃气热值不高等缺点,对供风系统进行了改进设计,并增加了一套水蒸汽介质循环反应系统;同时,设计了结构简单、方便实用的小型净化装置,最大程度实现了产气过程中降焦除尘。     

松木屑成型颗粒制备富氢产品气试验研究

基于生物质气化技术,采用下吸式气化炉为反应器,以高温水蒸气作为气化剂,选取温度和S/B(水蒸气流量与生物质气化量比)作为影响因素,炉体温度的变化范围700~950℃,S/B取值范围0.3~1.0,对产品气的组分变化规律进行分析,探讨了炉内的气化反应特性。试验结果表明,下吸式气化炉碳层内的水蒸气气化反应及焦油裂解反应对制取富氢燃气有重要作用,H2和CO的产率随温度的升高而增加,在温度增加到一定值后,H2体积分数达到峰值,继续升高温度导致H2的体积分数有所下降。S/B的增加有利于产品气中的H2含量的提升,但吸热反应造成炉内床体的反应温度下降,抑制H2体积分数的增加。在本试验条件下,H2的体积分数最大达到47.67%,对应的工况S/B为1.0,温度为900℃。     

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。     

生物质气化系统中气化炉设计及进料装置改进

新型生物质气化系统—双干馏管内燃加热式气化炉气化系统主要由液压进料系统、双干馏管内燃加热式气化炉、气体收集和净化系统组成,采用生物质-垃圾混合物作为气化的原料.双干馏管内燃加热式气化炉作为该系统中的主要设备,其两根干馏管的外侧被通入高温烟气的螺旋管道缠绕,使高温烟气与干馏管的接触时间延长,热交换更充分.此外,针对系统中液压进料装置存在的问题提出了3种改进措施,将料仓和进料活塞做了相应的结构改进,有效地解决了进料装置中不同部位的进料不畅和物料堆积问题.     

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。     

热管式生物质气化炉中水蒸气汽化试验研究

以木屑为原料在热管式生物质气化炉中进行了水蒸气汽化试验研究,分析了热管对床层温度分布的影响,研究了温度对产气成分、热值及产物分布的影响.试验结果表明,热管式生物质气化炉的床层温度分布基本均匀;随着床层温度从650℃升高到900℃,H2的体积分数逐渐增加,平均含量在60%以上,CH4含量减少,CO含量基本不变,CO2含量略有减少;汽化产物中气体产率逐渐增加,固体和液体产率减少.     

激光表面微造型工艺试验与应用

在声光调Q二级管泵浦固体光源（DPSS）Nd∶YAG激光器基础上,采用“单脉冲同点间隔多次”激光微加工工艺,对灰铸铁材料表面进行微造型加工。分析了激光波长、光斑距离、重叠面积系数及重复频率对微造型质量的影响。试验研究表明,该工艺能有效防止金属熔融和重铸现象,获得较为理想的微腔形貌和表面质量。分析了微加工断面形貌,表明微腔（槽）表面留有一层与基体结合良好的硬化层。通过4L88型柴油机激光珩磨缸套的性能试验研究表明,与普通平顶珩磨缸套相比,采用激光珩磨缸套,柴油机机油耗降低39.3%,漏气量降低30%,PM排放降低18.8%。     

稻谷固定床式深层干燥试验研究

以木反和通风板构建一台面积22．3m^2的固定床干燥机，采用燃油直接燃烧加热的方式对谷物进行干燥。在不同的热风温度、稻谷初始含水率及总厚度条件下，测定了稻谷干燥的均匀性、各层稻谷的温升曲线和干燥曲线，分析了干燥参数对干燥床性能的影响。研究表明：沿层厚方向存在显著的温度梯度，干燥逐层进行。热风温度越高、总厚度越大，分层干燥现象越明显。在定风量的条件下，热风温度要对干燥的热量消耗无明显影响；总厚度增加、稻谷初含水率降低，干燥的热量消耗呈降低趋势。     

秸秆气化焦油蒸馏产物内燃机燃烧试验研究

进行了秸秆气化焦油150～205℃蒸馏产物的内燃机燃烧试验。结果表明,“秸秆气化焦油蒸馏产物-柴油混合物”作柴油机燃料时有良好的动力性与排放性,秸秆气化焦油蒸馏产物在混合物中的比例为10％时,节油效果更显著。该混合物具有替代柴油的可能性,有利于秸秆废弃物资源化利用技术的发展。