小型生物质热解气化发电系统研究

以玉米秸秆颗粒为生物质原料,以产气量为20m3／h的热解炉为气化装置,结合10kw的燃气内燃机发电系统及生物质焦油裂解装置,概述了生物质焦油的净化流程,分析了热解温度与生物质热解气成分的关系,得出生物质热解气发电的运行情况．简要总结了生物质炭的利用和小型生物质热解气化发电系统的特点．     

高热值生物质燃气气化炉的数值模拟

研究了以干木质颗粒作为燃料,以空气—水蒸气作为气化剂的户用高热值燃气生物质气化炉,利用Fluent14.0模拟了水蒸气入口距离气化炉内炉栅位置高度h、空气入口流量V0与水蒸气入口流量Vs这三个参数对CO、H2和CH4的体积浓度和燃气热值影响,并采用实验验证数值模拟的结果.研究的结果表明:若水蒸气入口位置高度h=195 mm,水蒸气入口流量Vs=1.41 m3/h时,空气入口流量V0=0.86 m3/h,生物质燃气燃烧热值最大为Q=9.95 MJ/m3,相比单一空气气化剂作用下提高了98.21%.     

木质素基生物炭制备及对亚甲基蓝的吸附性能

研究温度对生物炭得率、吸附性能的影响.采用无氧慢速热解的方法,以酶解木质素为原料,制备不同温度下的生物质炭,测定热解得率、生物炭得率、挥发分、灰分及对亚甲基蓝的吸附值.热解试验结果表明:随着炭化温度从300℃逐渐升高到700℃,热解得率先降低后升高,挥发成分先升高后降低,生物炭得率先降低后升高.在500℃时,热解得率和生物炭得率分别为54.09%和50.77%,灰分含量为3.32%,挥发分含量为45.91%;热解温度为300℃时,木质素基生物炭对亚甲基蓝的吸附值最大,为37.31 mg/g;热解过程中,C—H、C=O键断裂.     

基于ASPEN PLUS的等离子体气化生物质模拟分析

为研究生物质在等离子体喷动—流化床中的热解影响因素和热解产气成分,文中基于ASPEN PLUS通用化工流程模拟软件,采用花生壳作为生物质原料,氧气作为气化剂,对生物质在等离子体喷动—流化床中的热解气化过程进行模拟,考察了3个重要影响因素(热解温度、当量比ER、气化剂温度)对气化结果的影响。结果表明:氧气气化花生壳的最佳操作条件是热解温度1 000℃、当量比ER=0.25、气化剂温度600℃,此时能得到较高的气化效率和气化产率。     

热管式生物质气化炉反应过程的理论分析

将高温热管技术应用于生物质气化过程,发明了一种新型气化装置--热管式生物质固定床气化炉HPBGF(Heat Pipe Biomass Gasification Furnace),以实现无空气生物质高温热解气化工艺.用化学计量关系研究以水蒸气为气化剂的生物质(秸秆)气化反应机理,根据气化产物推导出气化过程中理论上的总反应方程式.通过C-H-O物系平衡分析,确定温度在气化过程的重要性,得出高温热管的引入对气化产物组成的影响,为进一步研究奠定基础.     

生物质热解气化技术

生物质热解气化是农林废弃物向清洁燃气转化的关键技术，产生的合成气可替代天然气等化石燃料，实现燃气、热能和电能的供给。目前我国生物质热解气化技术经过20余年的发展，完成了民用分布式生物质燃气供应系统的示范和布局，并初步具备了规模化燃气制备和发电的产业技术基础。“十二五”期间，具有显著提高燃气质量的富氧气化、蒸汽气化、甲烷化制备Bio-SNG等技术成为重要的研究方向，装备设计制造的大型化、规范化和标准化成为产业发展的必然。     

生物质成型燃料热解气化在锅炉中的应用研究

研究了供热锅炉专用的生物质成型燃料3室热解气化炉运行和输出功率特性.3室气化炉底部进气炉排设置有左、中、右3个不同方向的气流通道,气化剂经过炉排喷向燃料时形成3向进风,对燃料形成扰动避免堆积.以空气-水蒸气(体积比7:3)为气化剂,热解可燃气中的氢气含量较空气气化方式得到了提升,对试验用6 t供热锅炉系统采用SNCR进行NO_x脱除,喷入质量分数为15%的尿素溶液,NO_x脱除效率达85%,排放烟气中NO_x含量114 mg·m^-3,满足排放要求.     

生物质高温蒸汽气化制备富氢气体实验平台的设计

指出采用高温蒸汽进行生物质气化的优势,建立了生物质高温蒸汽气化制备富氢气体实验平台,包括高温蒸汽发生系统、下吸式气化炉、气体净化系统、样气采集系统和控制系统五部分。介绍了该实验平台运行的工作原理,以木屑为原料对实验平台进行了调试。结果表明:反应温度为945℃时,实验产生气体中H2含量达到48%,气体热值为11.7 MJ/m3;并可稳定连续燃烧,基本达到设计要求。     

新鲜生物质热解气化半焦特性的FTIR研究

为了更全面地研究新鲜生物质的热解气化过程,对二种新鲜生物质不同热解气化条件下的半焦特性进行了研究。采用傅立叶变换红外光谱(FT IR)法分别考察了温度和水分对生物质热解气化半焦特性的影响。结果表明,生物质在200℃热解后各种基团量增大,此后随着热解温度的升高各基团呈逐渐减小的趋势;水分的存在有利于-OH、C=O基团脱落或转化。     

稻秆热解固体产物的性能

稻秆热解的目的是为了脱除氧元素,增加能量密度,并将热解的固体产物作为生物质气流床气化原料,从而提高气化合成气的热值。稻秆在管式电阻炉中以5℃/min和15℃/min的升温速率进行慢速热解,热解温度为200~800℃。利用自动量热仪和元素分析仪对热解后固体产物进行热值和元素分析。结果表明:同一热解温度下,升温速率越快,半焦的热值越高;碳元素的含量随着热解温度的升高逐渐增加,而氢和氧两种元素的含量随着热解温度的升高逐渐降低。同时,推导出热值与半焦中各元素含量的关系式。     

秸秆的真空裂解液化

采用自主研发的真空裂解装置对秸秆进行真空裂解,获得气固液三相有价值的裂解产品,并着重对秸秆的最佳裂解温度和液相产品进行分析.结果表明:当温度从400～550℃,生物油的产率从开始的24.9%,到500℃左右,油相达到最大收率约35%.压力主要影响裂解气的停留时间,过低的压力导致停留时间短,裂解气冷凝不彻底,压力过大,裂解气深度裂解导致油相收率降低.环己烷作为带水剂降低了减压蒸馏的温度,可以将温度控制在80℃以下,避免了生物油的高温聚合,除水率达28.7%,同时增加了热解油的热值.红外和GC-MS分析显示,秸秆裂解油中低碳分子的有机组分较多,主要有甲醇、乙醇、有机酸和烷烃等物质.     

MCM-41/Hβ分子筛对小球藻制备生物油的催化热解

以小球藻为原料,选用MCM-41和Hβ两种分子筛催化剂,在固定床反应器上进行催化热解实验,研究了分子筛催化剂对小球藻热解产物分布、生物油物性和组成的影响。与直接热解相比,MCM-41分子筛催化剂使生物油产率下降7.06%,氧含量和含水率分别降至9.257%和7.804%,热值提高近8%,达到31.224 MJ·kg-1。小球藻经MCM-41和Hβ催化热解后,脂肪烃、醇类和含氮化合物含量都明显增加,同时酚类和羰基化合物含量减少。结果表明,两种分子筛均具有一定的催化脱氧功效,且MCM-41比Hβ更有利于改善小球藻热解油的品质和燃料用途。     

生物质等离子体热解实验研究与技术经济分析

生物质等离子体热解对于提高生物质能转化利用效率、提高生成可燃气体的成份并降低CO2排放量具有非常积极的意义．研究采用高频等离子体热解技术进行了生物质热解实验,通过改变电源输入功率、反应器内的电压以及改变电极间距,然后对比分析改变操作条件下的实验产物．结果表明,在输入功率1．6～2．0kW范围、体系压力3．0～8．0kP...     

气相色谱-质谱法分析环己酮氨肟化体系中失活催化剂上可溶性沉积物的组成

利用气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术,对环己酮氨肟化体系中失活催化剂上的可溶性沉积物进行了分析.分析液样品的制备采用了HF溶解-乙醚萃取法.GC条件:HP-5型石英毛细管色谱柱(30 m× 0.25 mm×0.25μm),载气为He,流速为0.8 mL/min;柱箱程序升温,初始温度为40℃,以20℃/min升至2...     

生物质油精制前后燃烧性能比较

对生物质喷动流化床快速裂解油进行催化裂解精制,在氧气气氛,不同升温速率下对精制前后的生物质油和精制油进行TG—DTA分析,对生物质油精制前后的燃烧性能和动力学进行了分析和比较。结果表明：精制后比精制前挥发所需能量降低了10．02kJ／mol;燃烧活化能由原来的173．64kJ／mol降低到80．95kJ／mol,这说明精制后的精制油大大降低了燃烧所需的活化能,提高了油的可燃性,使得生物质油更容易燃烧。     

小球藻热解特性及其液化制油实验分析

以小球藻为研究对象,通过热重分析,研究不同钠盐催化剂及其用量对微分热重曲线的影响,确定小球藻热解最佳催化剂种类及用量.利用自行设计的直接热化学藻类油化实验装置,通过改变最佳催化剂用量,调查其对小球藻油化产物分布以及油产率的影响,并利用GC/MS分析得到油产品成分的含量,同时对油化过程进行了能量衡算.结果表明:3种钠盐催化剂均使小球藻热解反应向低温区移动,钠化合物的催化作用依次为Na2CO3Na2SO4NaCl,其中碳酸钠催化作用最显著;从微分热重曲线分析可知,催化剂中钠离子质量为小球藻样品质量5%时为理想用量,在直接热化学液化法小球藻油化实验中,碳酸钠的钠离子质量为小球藻质量的5%时,可获得较大的油产率62.58%,与热重分析结果相吻合.通过GC/MS分析得到产品油化学成分与重油相近.产品油的热值很高,为32.4,MJ/kg.能量回收率为78.2%.     

ASE-GC法测定土壤中18种有机磷农药

］研究了利用加速溶剂萃取—双塔双柱气相色谱法（ASE-GC）分析土壤中的18种有机磷农药（OPPs）.结果表明:加速溶剂萃取对18种目标化合物萃取回收率达到82%～98%,单个样品萃取时间约15 min,方法快速;双塔双柱气相色谱法测定土壤中18种目标化合物样品测试时间约40 min,18种化合物检出限在0.282~1.05 μg/kg之间,各化合物校准曲线的相关系数在0.9979~0.9999之间,双柱确认的相对偏差在-2.0%~2.0%之间     

间歇式鼓泡塔物理吸收生物气中CO2试验研究

厌氧生物处理碳水化合物废水时,投加碱度是一项主要的花费。本试验将ASBR反应器产生的沼气（约50%CO2）通过气体吸收装置使CO2分压降低到10%～20%,以达到减少碱度需求量的目的。试验中以水为吸收剂,采用间歇运行、气体循环的方式,用小试规模的鼓泡塔,研究了不同循环气量、气液比时二氧化碳去除率,证实了间歇式鼓泡塔物理吸收生物气中CO2的可行性。     

松木屑非等温热解动力学研究

通过热重分析法在不同升温速率(分别为10,30,50℃.min-1)下,采用非恒温热重法,以氩气为载气,流速60 mL.min-1,初温为30℃,加热终温为950℃.对粒径为80目的松木屑热裂解时的热失重行为进行了研究.结果表明:松木屑热解分为四个阶段,主要由预热干燥阶段、热解预热阶段、热分解阶段和热缩聚阶段4个阶段组成;生物质松木屑主反应阶段主要集中在180～600℃左右;随着升温速率的增大,松木屑原料热解的起始温度、热解最大速率所在的温度Tmax及热解终止温度都向高温处稍微移动.使用了Flynn-Wall-Ozawa积分法、Coats-Redfern积分法和Achar微分法对松木屑热解动力学参数进行求取,Flynn-Wall-Ozawa积分法得到的松木屑在热解过程中不同失重率下(0.1～0.80)的活化能都集中在142.35～220.12 kJ.mol-1范围内.按照Bagchi法对松木屑热裂解过程的最概然机理函数进行了推断.松木屑热裂解的最概然机理函数为15号机理函数随机成核和随后生长,反应级数n=2(Code:AE2),函数名称是Avrami-Erofeev方程.     

衬底温度对ZnO：Al薄膜结构和光透过性能的影响

利用超声喷雾热解方法以不同的沉积温度（450～530℃）在石英衬底上制备出具备较高光学质量的ZnO：Al（AZO）薄膜.通过X射线衍射谱（XRD）研究了薄膜的结构,用扫描电子显微镜（SEM）研究了薄膜的表面形貌,用紫外可见（UV）分光光度计对薄膜的光透过特性进行了测试分析.结果表明：所制备薄膜在可见波段具有较高透过率,并且沉积温度对AZO薄膜的结构和光透过性能有很大影响.在衬底温度为470℃时得到的AZO薄膜具有（002）择优取向,结晶质量最好、光透过率最高,在可见光区平均透过率达到85%以上.