农林生物质气化炉开发及试验研究

发布时间：2020-07-13 03:09

【摘要】：生物质热解气化技术作为一项重要的热化学转换技术,受到越来越多的关注。在农林地区推广应用生物质气化技术,不仅能有效利用秸秆、薪柴等农林废弃物,更能优化能源结构,降低化石燃料的使用,保护环境。 固定床气化炉具有结构简单、技术成熟等优点,非常适合农林地区的使用。本文在总结大量文献研究的基础上,自行设计了小型生物质固定床气化试验台,通过对不同固定床炉型的气化性能研究比较,确定以下吸式气化炉作为改进、研究的新炉型。 新炉型在结构上进行了多项改进,以提高气化特性、降低焦油和灰尘含量为目标。研究表明,集中供风技术可有效提高气化炉的升温速率和炉膛温度,结合还原区热量包裹设计,气化效率和燃气热值得到大幅提升(燃气热值从5.7MJ/Nm3达到6.5MJ/Nm3,气化效率从56%达到65%)。此外,气化炉的内外胆间安装翅片后,出口焦油和灰尘含量大大降低,维持在2000mg/Nm3左右。 同时,本文对影响气化炉气化性能的因素做了试验研究。结果表明,木屑、棉杆等原料有很好的气化特性,同时原料中水分含量对燃气品质有很大影响。进风量是调节气化的主要参数,得益于良好的结构设计,新炉型在较小进风量的情况下,能够获得较佳的燃气品质(进风量为2.0m3/h燃气热值为6.5MJ/Nm3)。对温度的测量发现,该气化炉稳定运行时氧化区温度1000℃以上,还原区温度在750℃以上,保证了气化所需的温度。 此外,本文对燃气的净化做了研究。考虑到净化应满足方便、成本低等实际要求,本文采用湿式喷淋和干式过滤相结合的方式脱除燃气中的焦油和灰尘杂质。研究表明,串联使用两种过滤装置,净化后燃气中焦油和灰尘含量在10mg/Nm3以下,具有良好的燃气净化效果。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TK6
【图文】：

成分已经有了很大的变化:NOx增加了19%，C场上升了100%，大气中的CFCs(氯氟烃)和50:含量也有不同程度的提高[31。其中，co:大量排放造成的“温室效应’，已经引起了人们广泛的关注[4.习。图1.2给出了我国历年来co:排放量的变化[6j，可以看到，自2002年以来，我国二氧化碳排放出现了快速增长，2002一2008年年均增长率约为11%，环境问题成为目前的又一个重大问题。表1.2全球生态环境恶化的具体表现项目土地沙漠化森林消失耕地减少草地减少物种灭绝土壤流失COZ排放垃圾产生由于环境污染造成死亡人数各种废水或污水排放速度各种自然灾害造成的损失恶化表现10公顷/分21公顷/分40公顷/分25公顷/分2个/时300万吨/时1500万吨/天2700万吨/天10万人/天60000亿吨/年1200亿美元/年图1.2中国cOZ排放量变化

1.3生物质能转换利用技术现状生物质能的转换利用技术大致可分为三类:1、固体废弃物转换技术;2、热化学转换技术;3、生物化学转换技术[l5]，如图1.2所示。生物质能的热化学转换技术是生物质能转换利用研究的一个重点，基本所有种类的生物质都可以进行热化学转化。过去20多年间，生物质热化学方法的研究取得了长足的进展【’“一，“l。下面简要介绍热化学转换技术的开发利用情况。

在裂解层由于燃气的传热而温度上升发生热分解反应，燃气中焦油含量显。2下吸式气化炉下吸式气化炉是目前生物质气化集中供气系统中应用最多的炉型。在下吸炉中，生物质原料由顶部加入，依靠重力向下移动，灰渣由炉体底部排在气化炉的中部或者顶部加入，燃气由炉底排出。下吸式气化炉的优点是:气化强度高(相对于上吸式);可随时开盖添向下流动，在裂解区内生成的焦油可通过氧化区和还原区，得到进一步高，所以下吸式气化炉燃气中焦油含量较低。缺点是:从炉栅下抽出可燃气要耗费较大的功率;出炉的可燃气中含有的灰分较多;出炉可燃气的温度

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1 陆莹;任s

本文编号：2752869