生物质与煤共气化机理试验研究

发布时间：2020-10-21 01:57

　　 生物质是一种可再生、环境友好型能源资源,其利用过程中可实现二氧化碳的零排放。生物质气化技术是生物质能利用的主要技术,在生物质气化技术研究的基础上,本文提出了生物质与煤的共气化技术,并进行了相关试验研究。 本文对生物质气化技术进行了详细的阐述,结合已有的煤气化技术基础,开展生物质与煤的共气化技术的研究,通过前期中试试验发现生物质与煤共气化具有下列优点:①煤在料层中既是发热体又是热载体,在流化床中可替代惰性粒子,使流化床运行稳定。②易于建立高温的炭料层。在水蒸汽气化剂的作用下,可加速生物质焦油的热裂解。③可提高燃气的热值和碳的转化率。针对以上试验结果,对生物质与煤共气化机理进行试验研究,主要工作包括以下几个方面:开展生物质与煤双组分物料流化床冷态试验研究,利用3种不同生物质物料(玉米芯、木屑和稻壳)分别与流化床炉渣和河砂以不同质量分数配比形成双组分物料,在流化床冷态试验台上对其流化特性作了较为系统的试验研究,试验发现单一生物质不能很好流化,添加少量流化床炉渣和河砂作为惰性粒子可明显改善其流化特性,惰性粒子加入量至少为混合物料质量的20%;以冷态试验数据为基础,由计算单一组分颗粒最小流化速度的Ergun方程,结合试验结果,经理论推导、统计回归,得出针对不同混合物料的双组分颗粒混合最小流化速度的经验公式,其误差基本在10%以内;针对生物质与煤流化床共气化过程中煤与生物质的两种不同成灰因素,开展生物质与煤双组分混合物料的灰熔融性试验和混合灰样的X射线衍射(XRD)试验,试验发现两种配比方式下其不同质量比例混合后的灰的各项熔融特征温度及灰成分组成都介于煤灰与生物质灰各项熔融特征温度和灰成分组成之间。两种配比方式下随着煤灰或煤质量分数的不断加大,混合物料的灰的各项熔融特征温度及灰组成成分含量均逐渐接近煤灰;最后参照传统煤的结渣特性判别准则对煤与生物质双组分混合物料的结渣特性进行模糊综合判别分析。本文的研究工作为今后生物质与煤共气化技术提供了一定的依据和参考价值。
【学位单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2008
【中图分类】：TK6
【部分图文】：

因此足够的反应时间是燃料完成燃烧的重要条件之一。2.2气化基本原理以上吸式固定床气化炉为例，如图2--1。生物质从上部加入，气化剂(空气)从底部吹入，气化炉中参与反应的生物质自上而下分成干燥区、热分解区(裂解区)、还原区和氧化区。千 千澡层 层lll伪~之沁℃℃热热分牌层 层 333佣℃ ℃亥 亥旧℃ ℃岌 岌扣℃ ℃还还原层 层喇喇沁℃ ℃权权化层 层】】别扩 CCCH众燕气)木(cH曰伪.)一可胜气体《仁。，H卜c几COZ等卜液体《包括焦曲和水燕气)+崖C十C场一大力C十H刃一H:代幻C，q一C认图2一1上吸式气化炉气化原理(l)生物质的干燥气化炉最上层为干燥区，从上面加入的生物质物料直接进入到干燥区，湿物料在这里同下面3个反应区生成的热气体产物进行换热，使原料中的水分蒸发出去，生物质物料由含有一定水分的原料转变为干物料。干燥区的温度大约为100一250℃。干燥区的产物为干物料和水蒸气，水蒸汽随着下述的3个反应区的产热排出气化炉

江苏大学硕士学位论文章生物质气化设备及生物质与煤流化床共述气化固体燃料的设备叫做气化炉。气化炉是生物质气化系统中的核气化炉内进行气化反应生成可燃气。生物质气化炉可以分为固定床化炉和气流床气化炉三种类型，而固定床气化炉和流化床气化炉式，如图3一1所示150]。

其缺点为:①内部过程难于控制;②内部物质容易搭桥形成空腔;③处理量小。根据气化炉内气流运动的方向，固定床气化炉又可分为下吸式气化炉、上吸式气化炉、横吸式气化炉及开心式气化炉四种类型，如图3-2所示卜’]。生钧皮11交气生物玻l于产出气生物峨l生柳口!l空气(cl翻吸式气化炉(幻下吸式气化护伽上吸式气化炉产出气(d)开心式气化炉图3-2固定床气化炉分类
【参考文献】

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1 冯宝安,撒应禄;电站锅炉用煤常规结渣指标的模糊综合评判[J];锅炉技术;1996年05期

2 王立群,王同章;流化床气化炉的制气工艺及其在制氢中的应用[J];江苏大学学报(自然科学版);2004年06期

3 宋新朝,王志锋,孙东凯,董众兵,毕继诚;生物质与煤混合颗粒流化特性的实验研究[J];煤炭转化;2005年01期

4 贾永斌,黄戒介,王洋;流化床稀相段对焦油裂解的影响[J];煤炭转化;2004年02期

5 李世光,徐绍平;煤与生物质的共热解[J];煤炭转化;2002年01期

6 蒋剑春,张进平,金淳,应浩,戴伟娣;内循环锥形流化床秸杆富氧气化技术研究[J];林产化学与工业;2002年01期

7 张进平,蒋剑春,金淳,应浩,戴伟娣,刘石彩;生物质流态化催化气化技术研究[J];林产化学与工业;2001年03期

8 乔国朝,王述洋;生物质热解液化技术研究现状及展望[J];林业机械与木工设备;2005年05期

9 郭建维,宋晓锐,崔英德;流化床反应器中生物质的催化裂解气化研究[J];燃料化学学报;2001年04期

10 王智微,唐松涛,苏学泳,吕子安,程从明,李定凯;流化床中生物质热解气化的模型研究[J];燃料化学学报;2002年04期

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1 廖艳芬;纤维素热裂解机理试验研究[D];浙江大学;2003年

本文编号：2849466