两步进气法和水蒸气对竹材下吸式固定床气化性能的影响
发布时间：2021-03-03 04:05
以毛竹加工剩余物为研究对象,采用自制的两步进气下吸式固定床气化炉,在当量比（ER）一定的情况下,研究进气比例（AR,0%和60%）和水蒸气/生物质质量比（ms/mb,0,0.045,0.112,0.153,0.211,0.245和0.305）对气化炉性能（炉内温度分布、原料消耗率和气化强度）和可燃气指标（温度、成分、热值和焦油含量）的影响。结果表明:1)与一步进气法相比,两步进气法（AR为60%时）可显著提高气化炉炉温,并且分别在2个进气位置出现2个温度峰,分别为热解区的606℃和氧化区的856℃,可燃气的温度也增加至377℃; 2)两步进气法可显著提高可燃气的可燃组分含量和热值,降低焦油含量,CO含量、H2含量和低位热值的最大值分别为17.47%、14.67%和4.54 MJ/Nm3,焦油含量最低值为55.4 mg/Nm3; 3)随着ms/mb从0.045增加至0.305,气化炉内各反应区的温度逐渐降低,与空气气化剂相比,虽然热值并未增加,但是可燃气中H2
【文章来源】：林业工程学报. 2019,4(03)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
下吸式固定床气化系统工艺流程图Fig．1Processflowchartofdowndraftgasificationsystem1．3气化试验方案结果与分析1．鼓风机;2．气化炉;3．排炭螺旋;4．旋风分离器;5．喷淋塔;6．列管换热器;7．引风机;8．净化塔;9．储气罐;10．加热套(350℃);11．直型冷凝管和锥形瓶;12．微型真空泵;13．微型真空泵;14．水蒸气发生器
林业工程学报第4卷两步进气气化炉的温度分布曲线一致。但是本试验中的两个峰值温度比Jaojaruek等［19］(510和810℃)和Galindo等［12］(539和750℃)的要高，原因在于前人主要采用直管进行直接布气，料层内部阻力较大，气固接触不均匀，而本试验采用布风更加均匀的圆形布风管，利用管壁上的圆孔进行布风空气中的氧气能与原料中的碳元素发生更加充分的燃料反应炉温增加。由图2b可知，随着SV的提高可燃气的温度从255℃逐渐增加到377℃。主要原因是可燃气必须流经气化炉的热解区和氧化区，而随着热解区和氧化区温度的逐渐增加进而导致可燃气温度增加(图2b)。图2进气方式对气化炉和可燃气温度的影响Fig．2Effectofairintakemethodonthetemperatureofthegasifierandtheproducergas图3进气方式对可燃气成分和热值以及焦油含量的影响Fig．3Effectofairintakemethodonthecomponent，lowerheatingvalueandtarcontentoftheproducergas2．2进气方式对可燃气成分和热值以及焦油含量的影响进气方式对可燃气成分和热值的影响见图3a。试验结果表明，仅采用一步进气时，随着表观速度增加，可燃气中CO和H2含量增加，分别从15．15%和11．36%增加至16．39%和12．59%，CO2从14．52%减少至14．22%，CH4含量少量减少。原因是气化炉氧化区的温度增加，带动还原区温度增加，还原反应更加充分。另外焦油二次裂解和燃烧造成CH4含量的减少，可燃气热值从3．97MJ/Nm3增加至4．1MJ/Nm3。采用两步进气时，与一步进气相比，可燃气中可燃成分大幅度增加，可燃成分总体积从28．85%增加至34．
林业工程学报第4卷两步进气气化炉的温度分布曲线一致。但是本试验中的两个峰值温度比Jaojaruek等［19］(510和810℃)和Galindo等［12］(539和750℃)的要高，原因在于前人主要采用直管进行直接布气，料层内部阻力较大，气固接触不均匀，而本试验采用布风更加均匀的圆形布风管，利用管壁上的圆孔进行布风空气中的氧气能与原料中的碳元素发生更加充分的燃料反应炉温增加。由图2b可知，随着SV的提高可燃气的温度从255℃逐渐增加到377℃。主要原因是可燃气必须流经气化炉的热解区和氧化区，而随着热解区和氧化区温度的逐渐增加进而导致可燃气温度增加(图2b)。图2进气方式对气化炉和可燃气温度的影响Fig．2Effectofairintakemethodonthetemperatureofthegasifierandtheproducergas图3进气方式对可燃气成分和热值以及焦油含量的影响Fig．3Effectofairintakemethodonthecomponent，lowerheatingvalueandtarcontentoftheproducergas2．2进气方式对可燃气成分和热值以及焦油含量的影响进气方式对可燃气成分和热值的影响见图3a。试验结果表明，仅采用一步进气时，随着表观速度增加，可燃气中CO和H2含量增加，分别从15．15%和11．36%增加至16．39%和12．59%，CO2从14．52%减少至14．22%，CH4含量少量减少。原因是气化炉氧化区的温度增加，带动还原区温度增加，还原反应更加充分。另外焦油二次裂解和燃烧造成CH4含量的减少，可燃气热值从3．97MJ/Nm3增加至4．1MJ/Nm3。采用两步进气时，与一步进气相比，可燃气中可燃成分大幅度增加，可燃成分总体积从28．85%增加至34．
【参考文献】：
期刊论文
[1]常压高温热处理对红竹竹材物理力学性能的影响[J]. 夏雨,牛帅红,李延军,夏俐,马俊敏,王丽,余肖红. 浙江农林大学学报. 2018(04)
[2]我国竹材加工产业现状与对策分析[J]. 李延军,许斌,张齐生,蒋身学. 林业工程学报. 2016(01)
[3]下吸式生物质固定床气化炉研究进展[J]. 马中青,张齐生,周建斌,章一蒙. 南京林业大学学报(自然科学版). 2013(05)
[4]生物质气化技术的再认识[J]. 张齐生,马中青,周建斌. 南京林业大学学报(自然科学版). 2013(01)
[5]两段式固定床富氧-水蒸气气化实验研究[J]. 苏德仁,黄艳琴,周肇秋,阴秀丽,吴创之,马隆龙. 燃料化学学报. 2011(08)
本文编号：3060566
【文章来源】：林业工程学报. 2019,4(03)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
下吸式固定床气化系统工艺流程图Fig．1Processflowchartofdowndraftgasificationsystem1．3气化试验方案结果与分析1．鼓风机;2．气化炉;3．排炭螺旋;4．旋风分离器;5．喷淋塔;6．列管换热器;7．引风机;8．净化塔;9．储气罐;10．加热套(350℃);11．直型冷凝管和锥形瓶;12．微型真空泵;13．微型真空泵;14．水蒸气发生器
林业工程学报第4卷两步进气气化炉的温度分布曲线一致。但是本试验中的两个峰值温度比Jaojaruek等［19］(510和810℃)和Galindo等［12］(539和750℃)的要高，原因在于前人主要采用直管进行直接布气，料层内部阻力较大，气固接触不均匀，而本试验采用布风更加均匀的圆形布风管，利用管壁上的圆孔进行布风空气中的氧气能与原料中的碳元素发生更加充分的燃料反应炉温增加。由图2b可知，随着SV的提高可燃气的温度从255℃逐渐增加到377℃。主要原因是可燃气必须流经气化炉的热解区和氧化区，而随着热解区和氧化区温度的逐渐增加进而导致可燃气温度增加(图2b)。图2进气方式对气化炉和可燃气温度的影响Fig．2Effectofairintakemethodonthetemperatureofthegasifierandtheproducergas图3进气方式对可燃气成分和热值以及焦油含量的影响Fig．3Effectofairintakemethodonthecomponent，lowerheatingvalueandtarcontentoftheproducergas2．2进气方式对可燃气成分和热值以及焦油含量的影响进气方式对可燃气成分和热值的影响见图3a。试验结果表明，仅采用一步进气时，随着表观速度增加，可燃气中CO和H2含量增加，分别从15．15%和11．36%增加至16．39%和12．59%，CO2从14．52%减少至14．22%，CH4含量少量减少。原因是气化炉氧化区的温度增加，带动还原区温度增加，还原反应更加充分。另外焦油二次裂解和燃烧造成CH4含量的减少，可燃气热值从3．97MJ/Nm3增加至4．1MJ/Nm3。采用两步进气时，与一步进气相比，可燃气中可燃成分大幅度增加，可燃成分总体积从28．85%增加至34．
林业工程学报第4卷两步进气气化炉的温度分布曲线一致。但是本试验中的两个峰值温度比Jaojaruek等［19］(510和810℃)和Galindo等［12］(539和750℃)的要高，原因在于前人主要采用直管进行直接布气，料层内部阻力较大，气固接触不均匀，而本试验采用布风更加均匀的圆形布风管，利用管壁上的圆孔进行布风空气中的氧气能与原料中的碳元素发生更加充分的燃料反应炉温增加。由图2b可知，随着SV的提高可燃气的温度从255℃逐渐增加到377℃。主要原因是可燃气必须流经气化炉的热解区和氧化区，而随着热解区和氧化区温度的逐渐增加进而导致可燃气温度增加(图2b)。图2进气方式对气化炉和可燃气温度的影响Fig．2Effectofairintakemethodonthetemperatureofthegasifierandtheproducergas图3进气方式对可燃气成分和热值以及焦油含量的影响Fig．3Effectofairintakemethodonthecomponent，lowerheatingvalueandtarcontentoftheproducergas2．2进气方式对可燃气成分和热值以及焦油含量的影响进气方式对可燃气成分和热值的影响见图3a。试验结果表明，仅采用一步进气时，随着表观速度增加，可燃气中CO和H2含量增加，分别从15．15%和11．36%增加至16．39%和12．59%，CO2从14．52%减少至14．22%，CH4含量少量减少。原因是气化炉氧化区的温度增加，带动还原区温度增加，还原反应更加充分。另外焦油二次裂解和燃烧造成CH4含量的减少，可燃气热值从3．97MJ/Nm3增加至4．1MJ/Nm3。采用两步进气时，与一步进气相比，可燃气中可燃成分大幅度增加，可燃成分总体积从28．85%增加至34．
【参考文献】：
期刊论文
[1]常压高温热处理对红竹竹材物理力学性能的影响[J]. 夏雨,牛帅红,李延军,夏俐,马俊敏,王丽,余肖红. 浙江农林大学学报. 2018(04)
[2]我国竹材加工产业现状与对策分析[J]. 李延军,许斌,张齐生,蒋身学. 林业工程学报. 2016(01)
[3]下吸式生物质固定床气化炉研究进展[J]. 马中青,张齐生,周建斌,章一蒙. 南京林业大学学报(自然科学版). 2013(05)
[4]生物质气化技术的再认识[J]. 张齐生,马中青,周建斌. 南京林业大学学报(自然科学版). 2013(01)
[5]两段式固定床富氧-水蒸气气化实验研究[J]. 苏德仁,黄艳琴,周肇秋,阴秀丽,吴创之,马隆龙. 燃料化学学报. 2011(08)
本文编号：3060566
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