多级循环耦合流化床气化设计及冷态试验研究

发布时间：2020-04-24 06:43

【摘要】：生物质是重要的清洁可再生能源,双流化床生物质/褐煤共气化技术是将低品位的生物质和褐煤转化成高品位氢能的重要途径。目前的双流化床生物质气化技术还存在着水蒸气气化过程中的碳转化率和焦油催化转化效率较低等问题。本文提出的多级循环耦合流化床设计方案,即通过上下开孔的隔板和不均匀布风使气化室内高速区和低速区实现物料内循环,与燃烧室和气化室之间的外循环进行耦合。该设计目的在于延长碳的水蒸气气化反应时间,减轻挥发分和H2对碳的水蒸气气化的抑制作用,强化碳和挥发分相互作用对焦油催化转化促进作用,提高气化过程中的碳转化率和焦油催化转化率为揭示多级循环耦合流化床中物料循环和压力分布规律,本文设计和搭建了多级耦合循环流化床冷态试验系统,重点研究了床料量、低速区流化速度、高速区与低速区流化速度之比对气化室压力分布和外循环物料流率等参数的影响。本文设计了100kWth多级循环耦合流化床热态试验系统,利用软件对气化过程中气化温度、水蒸气和燃料质量比等反应条件对合成气气体组分中氢气含量的影响进行了热态模拟研究。本文中冷态试验和热态模拟研究为多级循环耦合流化床热态试验系统的搭建运行,和将来的工业化应用奠定了基础。
【图文】：

一次能源消费,纪录片,煤炭,占比

一次能源消费为２８５２．４百万吨油当量，占世界一次能源消费的２２．４％。２０１３年逡逑中国发电量为５３６１．６十亿千瓦时，占世界发电量的２３．２％。２０１３年中国Ｃ0２逡逑排放量为９５２４．３百万吨，占世界Ｃ0２排放量的２７．１％。如图１－１所示为英国石逡逑油公司（ＢＰ）发布的《世界能源统计２０１３》中我国能源消费比重。由于我国＂多逡逑煤、贫油、少气’’的能源现状，煤炭是我国最主要的能源，在一次能源消费中占逡逑比高达６７．５０％。《能源发展＂十－五叫见划》提出提高非化石能源占一次能源消逡逑费比重和降低单位国内生产总值Ｃ化排放的能源发展目标。逡逑生物质能是生物通过光合作用，将太阳能转化为化学能胆存在生物质内，逡逑即生物质是能量的载体。生物质作为唯一可再生的碳源，是仅次于煤、石油和逡逑天然气的世界第四大能源，，是重要的可再生能源，也是二氧化碳近似零排放和逡逑氮、硫含量很低的清洁能源。逡逑大力开发生物质能，有助于改善我国Ｗ化石燃料为主的能源结构，是减少逡逑温室气体排放量、降低对化石燃料的依赖性Ｗ及规避油价攀升影响的重耍途径，逡逑对推动能源生产和消费革命，促进我国经济社会持续健康发展具有重耍作用。逡逑氨气是一种重耍的洁净能源和化工原料

双流,气化过程,基本原理,物料循环

化介质的快速床；气化室产生的生物质残碳随物料循环进入燃烧室，燃烧所释逡逑放的热量则随着物料循环进入吸热的气化室，实现装置自供热，提高了碳的转逡逑化率和装置热效率ｍ。双流化床气化过程的基本原理如图１－２所示。逡逑烟气逦燃气逡逑（Ｃ0２，闲，＆０等）逦用２，邋Ｃ０，Ｃ0２，邋ＣＥｉ等）逡逑冷溢物逡逑ｔ邋热量——？邋＜Ｈ，０）逡逑，、巧３逡逑燃病善弓物料循环ｒ‘气化差‘’逡逑空气逦燃料水蒸气逡逑图１－２双流化床气化过程的基本原理逡逑１．３双流化床生物质气化技术研究进展逡逑１．３．１早期双流化床生物质气化技术逡逑生物质气化技术始于１９１８年瑞典人Ａｘｅｌ邋Ｓｗｅｄｌｕｎｄ设计的第一台上吸式逡逑木炭气化炉Ｗ，并在二十世纪屯十年代的石油危机后蓬勃发展。根据己知文献，逡逑４逡逑
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK6

【参考文献】