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。     

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．     

生物质热解气化技术的研究现状及其发展

文章讨论了生物质能源概况及生物质热解气化技术目前的现状,认为大力发展生物质气化技术有着广阔的前景。     

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。     

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.     

生物质热解气力进料光敏在线监测技术研究

为实现对热解用气力输送进料情况实时监测,以落叶松锯末颗粒为原料,采用遮光管内红外激光头与光敏传感器联用的方法,在自主研发的在线监测实验台上,考察了气体流量对进料率、固气比等的影响,分析了电平均值与进料率、固气比、颗粒速率的关系,并对管路各层的颗粒浓度进行了灰度图像重建。结果表明：该方法能有效实现在线监测;电平均值与进料率的变化关系和幂函数在第一象限的规律相似;电平均值与颗粒速率负相关;流体颗粒速率由管路下层到上层依次递增;距离喷嘴越远,电平均值越大,流体颗粒速率越小,颗粒分布更加分散,管路各层浓度更加均匀;圆管（DN 20 mm）流体颗粒平均速率约为0.2~0.6 m/s。     

环保节能型垃圾热解气化焚烧炉

我国正处在环境发展的第二阶段，环境污染呈上升的阶段，这其中城市生活垃圾的污染以及工业废弃物的污染也尤为严重，造成环境及生态的极大破坏，给人民正常生活和健康造成很大的危害。[第一段]     

城市固体废弃物热解气化处理气化段模型

采用热解气化方法处理城市固体废弃物，为研究气化段产气情况，建立了物理和数学模型．实验设备采用上吸式固定床反应器，过程不需外来能源供应，热解得到的垃圾碳部分燃烧用于提供整个过程所需的能量，最终通过热解和气化产生以CO、H2、CH4和N2为主要成分的可燃气，热值接近城市煤气．通过气化层3个典型反应和物料平衡及能量平衡，在垃圾质量不变时，得到不同垃圾成分、不同热解温度与生成的燃气各成分体积、总体积覆所需进风量及所需水蒸气量的合理匹配．并得出将垃圾热解气化炉的反应温度控制在800—900℃，能得到最佳产气量的结果．     

塑料在高频等离子体中的热解气化研究

采用高频电容耦合等离子体对塑料聚乙烯进行热解处理,重点考察热解气体产物的分布及组成,结果表明,热解产物中包括可燃气和热解碳黑,几乎没有发现焦油产生.高频N2等离子体热解时,热解气体中主要成分为H2、CH4以及其它有机小分子;进入气体中的C转化率低,而H转化率高.当采用水蒸汽等离子体热解时,热解除产生大量H2、CH4外,还有CO以及其它有机小分子气体产生,同时进入气体中的C转化率提高.     

玉米秸秆颗粒燃料热解气化试验研究

以玉米秸秆颗粒燃料为原料,研究了生物质空气热解气化(下吸式固定床气化炉)、富氧热解气化(鼓泡式流化床气化炉)和无氧热解气化(慢速连续热解气化炉)的热解气化特性.三种热解气化装置并联,共用一个控制系统,产生的生物质燃气经过冷凝器等后进入储气柜.燃气成分由气相色谱分析,成型颗粒、颗粒炭、生物油热值采用快速量热仪测量分析.结果显示,空气热解气化在热解温度为660~670℃时燃气低热值最高,约为3.91~4.44MJ/Nm3;富氧热解气化燃气低热值最高可达8.48~9.38MJ/Nm3(热解气化温度为575~750℃时);无氧热解气化在热解温度为380~530℃时的燃气低热值约为14.51~16.49MJ/Nm3,并可联产生物炭、生物油等.     

生物质定向热转化研究进展

本文综述了生物质气化制备合成气和液化制备高附加值化学品的国内外研究进展?高活性?高选择性和高稳定性催化剂的研发是实现生物质高效热转化亟待解决的技术难题?气化制备合成气应重点开发能够促进焦油转化和CO/H₂比例调整的催化剂;制备高附加值化学品,催化剂要能够降低生物油中氧含量,提高目的化学品产率,提升生物油品质?     

不同载体铜基催化剂生物质热解气低温变换反应性能研究

采用浸渍法制备了不同载体(ZrO_2、CeO_2、Al_2O_3和ZrO_2/CeO_2)负载的铜基催化剂,对不同载体的催化剂进行了XRD、BET、H2-TPR等表征,并且进一步研究了催化剂对于生物质热解气低温变换反应的催化性能.结果表明,载体对于铜基催化剂低温水煤气变换反应催化性能影响很大,ZrO_2/CeO_2作为载体的催化剂催化效果最佳.在400℃条件下,Cu/ZrO_2/CeO_2催化剂的CO转化率可以达到95%.     

不同气氛下聚乙烯低温热解气化特性分析

气化熔融焚烧技术是高效率低污染的新型城市生活垃圾处理技术,该技术的关键环节是垃圾低温(600～650 ℃)气化.以垃圾中主要可燃组分聚乙烯为试验物料,采用管式炉,分别在N2,CO2,N2 H2O,N2 O2,N2 O2 CO2 H2O气氛下,进行了低温(600 ℃)热解气化特性的试验研究.试验结果表明:反应气氛中含O2能显著提高气体产物中CO2的含量,从而提高了碳转化率,但能量转化效率和气体低位热值均较低;CO2气氛下CO的产生量明显增高,从而使气体低位热值和碳转化率显著增大;H2O气氛有利于H2的生成和产气量、气体低位热值、能量转化效率的提高,其中能量转化效率可达80%,但对大分子烃族类二次裂解具有一定的抑制作用;气体低位热值在N2 O2 CO2 H2O混合气氛下最大,达到12.8 MJ/m3.     

应用神经网络方法的煤热解气化特性研究

应用神经网络方法,对不同种类煤的热解气化特性进行了研究。建立了一个基本原理－神经网络煤热解气化模型,用一组神经网络作模型参数估值器,提供基本原理模型所需的模型参数,以晋城无烟煤和赤峰褐煤的实验数据分别对神经网络进行了训练,获得了较好的过程模拟结果,并提出了一个反映煤焦的综合反应性的参数“活性焦比”（ＡＣＲ）,用神经网络进行模拟,煤焦的气化历程中ＡＣＲ的数值及变化规律与煤种有关。神经网络给出的模型参     

城市生活垃圾热解气化动力学参数的实验确定

在常压、400～1 200℃温度下测定了天津市典型城市垃圾在热天平及小型气化反应装置上的热解与气化反应动力学参数.采用热天平进行了热解处理,得出了垃圾热解的动力学参数,其活化能为15 061 J/mol,指前因子为15.237 h-1.以水蒸气和二氧化碳为气化剂,对经过热解处理的垃圾焦进行气化反应,测得垃圾焦气化的动力学参数,垃圾焦与二氧化碳气化反应的活化能为188 838 J/mol,指前因子为9.032×107 h-1;与水蒸气反应的活化能为81 797 J/mol,指前因子为1.229×103 h-1;并对测得参数进行了初步评估.确定的动力学参数可为实际垃圾热解气化反应装置的设计、建造与运行提供依据.     

不同煤阶煤热解气化特性及机理研究

为探究煤阶形态差异对煤质分级利用的影响,采用热重-质谱联用仪对京隆褐煤、准东煤和阳泉无烟煤进行热解和气化实验,并采用扫描电镜、拉曼光谱仪探究煤焦微观形貌变化.研究结果表明,煤热解可分为3个阶段:水分析出和吸附气体释放、大量挥发分析出、二次脱气;随着煤化程度的升高,热解过程逸出H2、CH4等气体的释放峰向高温处移动,且热稳定性阳泉无烟煤＞准东煤＞京隆褐煤.对煤焦的气化活性评价表明,气化活性随反应温度的增大而升高;且随着煤化程度的增加,煤焦表面杂乱程度降低以及不定型结构和含氧宫能团数量减少,这些表面微观结构的变化导致了高阶焦炭反应活性的降低.此外,本文还探索了煤热解和气化反应机理.     

固定床气化器中生物质原料的热解气化特性

分析了生物质原料的化学和物理性质，指出了原料性质对固定床气化器中反应过程的影响。详细分析了下吸式固定床气化器中的反应过程，热解，氧化和还原反应的机理，控制反应的主要因素。指出了生物质原料气化反应工艺的关键是维持反应层的稳定，针对秸秆类低品质原料的性质，提出了气化器工艺设计的要点。     

一种光伏一热通风装置的热特性试验研究

提出一种新型的光伏/热通风装置,利用CFD仿真对比分析了底板进气和侧板进气两种不同形式下装置内温度分布情况.试验结果表明底板进气可有效降低装置内最高温度,并使装置内温度分布更加均匀.对新型光伏-热通风装置进行了室内稳态试验,通过改变加热功率、风速及底板通风孔个数,分析不同工况下装置的热特性.结果表明:出风口温度和装置内最高温度随着加热功率的增加而增加,但装置热效率随着加热功率的升高而降低,减少底板孔数后装置内温度分布更均匀;定加热功率试验表明风速越大装置效率越高.此基础上对新型光伏-热通风装置进行室外实际天气条件下性能试验.结果表明装置对空气的加热功率变化趋势与辐照度的变化趋势接近,整个装置在中午时热量利用率最高.      

退役锂电池电解液高效热解气化与选择性提锂研究

提出一种退役锂电池电解液高效热解气化和热解气还原正极材料-水浸提取锂的新方法,考察热解温度、氮气流速对电解液气化率的影响规律,研究电解液/正极材料质量比对锂的提取效果的影响。研究结果表明：在热解温度为650℃、氮气流速为35 mL/min、保温时间为30 min条件下,电解液热解气化率高达96.38%,电解液主要转化为一氧化碳、甲烷、氢气、二氧化碳等气体。在质量比为1:0.1、还原温度为650℃、氮气流速为35 mL/min、还原时间为30 min条件下,仅锂元素被高效提取,提取率达到98.93%。本工作同步实现了电解液高效资源转化和正极材料中锂的高效选择性提取,为退役锂电池资源循环利用开辟了新思路。     

一种生物质与煤混合流化床气化方法及其装置

江苏大学的“一种生物质与煤混合流化床气化方法及其装置”被授予发明专利．该发明涉及能源设备，是一种无焦油产生，且工艺简单，能生产高热值煤气的生物质和煤混合的气化方法及其装置．以生物质、煤两种物质为气化原料，流化床气化炉采用供风燃烧和供蒸汽气化的间歇工作；在供风燃烧阶段，煤和风供入炉内，使气化炉的煤料在流化状态下燃烧，放出热量；在气化阶段，向气化炉供入水蒸气和生物质，使高温碳料层在流化状态下发生水煤气反应、生物质在高温下干馏热解气化反应，所产生的高热值煤气经降温除尘处理后进入煤气净化系统；突出了生物质挥发分高，固定碳少，易于高温干馏热解，而煤固定碳高，灰熔点高，易于燃烧形成高温料层的优点，通过两者有机地融合可生产出不含焦油的高热值的燃料气．