生物质中热值热解制气技术试验与应用研究

发布时间：2020-11-11 23:05

　　 本文在综述国内外有关生物质能源化利用技术(主要是热化学转换中的气化工艺)的基础上，围绕生物质热解气化集中供气系统的攻关项目，针对我国农村经济发展现状及生物质资源特点，对适合我国农村应用的热解制取中热值可燃气技术进行了详细的试验及应用研究。通过中试试验研究，改进了该技术在产气速率、焦油含量、运行模式等方面的性能指标，使之达到了可商业化水平；同时，结合集中供气示范工程的设计，在完善焦油取样测量技术的基础上，开展了燃气净化和焦油催化裂解技术研究，进一步提高了该技术的技术经济性能，为今后使该技术应用于气化发电奠定了良好基础。 首先，在对生物质能概念、利用和各种生物质能转化技术介绍的基础上，本文对生物质气化技术的研究进展进行了综述，同时对国内外生物质气化项目的技术特点、组织开发等基本情况进行了系统、全面的阐述。 接着，通过对生物质中热值气化中试试验系统的多次改造和反复试验，了解了气化炉内温度场分布，得出了温度、物料、抽气方式等因素对生物质热解气的成分、热值和产气率影响的一些基本规律，并进行了初步的焦油催化裂解试验和煤气燃烧器的热力特性、燃烧特性试验，为面向工程应用的集中供气示范项目提供了必要的设计和运行依据。中试试验结果表明，该燃烧与气化相结合的干馏气化技术不但实现了较高的燃料利用率，而且可以通过控制运行参数等方式有效解决秸秆结团问题。其技术简单、原料适应性好、启动速度快、运行稳定，产出的生物质煤气热值〉2500kcal／Nm~3，焦油含量〈50mg／m~3，均达到农业部标准NY／T443-2001《秸秆气化供气系统技术条件及验收规范》的要求。 在中试试验所获得试验数据和运行经验的基础上，进行了120户规模的集中供气示范工程的设计，包括气化站选址及站内布置、气化系统设计、冷凝系统设计、焦油催化裂解系统设计、净化干燥系统设计、输气管网设计、消防安全设计等，并进一步对项目的技术经济性进行了简单评估，为示范工程的建设和调试运行提供了技术保障。 结合中试试验及示范工程的设计运行，利用改进的面向工程应用的简易生物质焦油取样测量法，对燃气净化技术进行了研究。多次试验表明：针对生物质气 浙江大学硕士学位论文 含焦油灰尘量大的特点，改进的生物质焦油取样测量法可实现焦油和灰尘的分 离，有较高准确性和可靠性；采用二级管壳式冷凝器与一级干式过滤器结合的燃 气冷凝净化系统不但净化效率高（97％～98％）、运行费用低，而且含焦油废水 二 经过澄清池澄清处理后可达到国家相关污水排放标准，避兔了湿式净化系统的水 污染；兼顾净化效果、经济性和减少污染考虑，采用以半焦为吸附材料的于式净 化系统可以达到炊用燃气对焦油含量的要求。 最后，为了进一步提高燃气净化水平及为生物质气化发电做准备，设计了生 物质固定床焦油催化裂解小型机理性试验台。该试验装置克服了当前生物质焦汕 催化裂解研究中采用焦油的某一种组分或者几种组分的混合物作为其模拟化合 物的缺点，以热解反应器产生的生物质气为焦油来源，研究了生物质焦油的催化 裂解原理、催化裂解中不同气化温度、裂解温度、停留时间对焦油成分和催化裂 解效果的影响，并对比以前的试验结果进行了初步的理论分析。试验结果表明， 为了提高产品气质量和产气量，对焦油进行催化裂解是一种高效的途径。作为一 种价廉的催化剂，白云石具有良好的催化效果，适用于面向农村的生物质制气集 中供气技术。
【学位单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2002
【中图分类】：TK6
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
第一章 绪论
    §1.1 引言
    §1.2 生物质能源开发利用的意义
    §1.3 生物质能源开发利用的现状与前景
    §1.4 加快生物质能源转化技术的产业化、市场化进程
    §1.5 本文工作背景及内容简介
    参考文献
第二章 生物质热解制气技术开发现状
    §2.1 生物质气化原理及分类
    §2.2 国外生物质气化技术简介
    §2.3 国内生物质制气技术现状
    §2.4 浙江大学生物质中热值气化集中供气技术
    §2.5 本章小结
    参考文献
第三章 生物质中热值热解制气技术试验研究
    §3.1 引言
    §3.2 热解制气中试装置试验研究
    §3.3 煤气燃烧器设计及试验研究
    §3.4 本章小结
    参考文献
第四章 生物质中热值热解制气技术应用研究
    §4.1 概述
    §4.2 生物质中热值气化集中供气示范工程设计
    §4.3 本章小结
    参考文献
第五章 面向工程的焦油测量及燃气净化技术研究
    §5.1 引言
    §5.2 焦油的净化方法
    §5.3 面向工程的生物质焦油含量取样测量法
    §5.4 面向农村实际的燃气净化技术研究
    §5.5 本章小结
    参考文献
第六章 焦油催化裂解技术试验研究
    §6.1 引言
    §6.2 生物质热解焦油的特点
    §6.3 催化剂的研究进展
    §6.4 生物质热解焦油催化裂解试验研究及理论分析
    §6.5 本章小结
    参考文献
第七章 全文总结

【引证文献】

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本文编号：2879881