木屑-石英砂喷动流化床内流动特性研究

为了开发喷动流化床生物质裂解反应器,建立了一内径为150mm的有机玻璃冷模实验装置,在室温下进行了生物质(木屑)和石英砂混合物在喷动流化床内的流动特性研究。考察了木屑、木屑与石英砂混合物的喷动流化现象。结果发现在喷动流化床其它条件相同时,床层中相同的木屑量,随石英砂量的增加,木屑的循环量减少;而相同的石英砂量,随木屑量的增加,石英砂的循环量增加。最小流化速度实验值与计算值相比略小但相差不大,可用Ergun公式预测床层的最小流化速度,但不能用Muthur公式来预测最小喷动速度,这是由木屑与石英砂颗粒混合物的性质和床层结构特性决定的。随着喷动气速和流化气速的改变,可观察到床内粒子表现出八种不同的流动状态：固定床区、流化床区、局部喷动床区、流化一局部喷动床区、喷动床区、喷动流化床区、喷动垂直输送区、喷动流化垂直输送区。     

导向喷动流化床生物质快速裂解制液体燃料

在冷模试验得到的优化的结构参数基础上,建立了一套生物质最大处理量为5kg／h的导向管喷动流化床生物质裂解反应器。反应在常压和440～520℃进行,以木屑为生物质原料,二氧化碳和氮气为喷动气或流化气,沙子为流化介质。结果表明该喷动流化床反应器可用于生物质的快速裂解。在400～480℃,液体产率随温度增加而上升,高于480℃时,二次反应的加剧又导致液体产品产率下降。固体和气体的产率则随温度的升高而减少。喷动气和流化气流量的增加均强化了反应器内的传热,并使生物质初始裂解产物的停留时间减少,二次反应进行程度减弱。在适当的裂解条件下液体产率可达73．2％,此时气体和焦的产率分别为12．8％和14．0％。所得液体产品为单一相液体,含水约30％,可用于燃烧。与流化床相比,喷动流化床作为生物质快速裂解反应器可明显提高液体产率。     

微波加热喷动流化床冶金反应器设计与分析

利用微波快速加热粉状冶金物料的特性,结合气-固相喷动流化床传热传质的优良特性,设计了一种新型的冶金反应器——微波加热喷动流化床,分析了微波加热喷动流化床的结构特点和操作参数。结果表明,微波加热搅拌喷动流化床是一种较常规喷动流化床更为有效的强化固相脱碳的反应器;采用微波加热搅拌喷动流化床,把微波加热场、微波电磁场与气-固相搅拌喷动流化场有机地结合起来,可以改善传统流态化固相脱碳的动力学条件。该方案是一种具有应用价值的新技术和新工艺。     

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。     

等离子体热解生物质的合成气发电及热力学分析

为研究生物质热解发电技术,该文利用ASPEN PLUS化工通用模拟软件建立等离子喷动-流化床热解生物质及合成气发电的模型。针对生物质在等离子体喷动-流化床中的氧气气化过程,模拟计算热解合成气的气体组分。以M701F型燃气轮机为模拟对象,模拟合成气发电系统并进行结果分析。分别对气化温度为400℃、500℃、600℃、700℃、800℃的气化系统和发电系统进行热力学分析,并计算其能量、、能量效率、效率及综合效率。研究发现,在气化剂温度从400℃上升至800℃的过程中,气化系统的效率为59%~60%,能量效率为57%~61%,气化系统的效率普遍低于相应的能量效率。合成气发电系统的发电效率为26%~28%,高于传统热解燃气的发电效率。     

GC-MS分析生物质热解油的研究

将流化床热解反应器上由不同生物质原料在不同反应条件下制得的生物油,用GC-MS法分离和鉴定其化学成分.经谱库检索得到50余种成分,主要为小分子的酸、酚和酮类.通过比较发现生物质原料对生物油的组成具有较大影响,而热解温度对生物油的组成影响不大.     

生物质快速热裂解反应器研究进展

生物质能作为一种环境友好型可再生能源,已成为国内外可再生能源研究领域的热点之一.生物质快速热裂解技术是生物质能综合利用中很有发展前景的技术之一.介绍了生物质快速热裂解工艺流程,对快速热裂解反应器的类型、特点及其研究趋势进行了综述.指出鼓泡流化床反应器具有结构较简单、易放大且传热效率高等优点,是如今研究的热点.     

生物质热解研究进展(综述)

从生物质能的转换方式出发,主要介绍了热解反应器、快速热解、催化热解、影响因素、热解产物等研究现状,分析了生物质主要成分的热解机理,指出了这些技术中需要解决的问题以及目前的主要研究方向。     

喷动流化床内的木屑流动特性Ⅱ.导向管长度的影响

为了开发喷动流化床生物质裂解反应器,建立了一内径为150mm的有机玻璃冷模实验装置,在室温下考察了不同喷动气和流化气流速下,导向管长度对床层流动特性的影响.结果表明,在其他条件相同时,颗粒循环量、中心喷泉高度及床层压降随导向管长度增长先增加后减少,本装置中导向管的最佳长度为450mm.另外导向管的长度对床层的稳定性也有一定影响.     

生物质快速热解液化技术的研究进展

生物质快速热解液化技术的研究已经取得了较大进展,但是在工艺技术上仍然存在生物质转化不完全、生物质利用率不高,有些生物质原料热解获得的生物油组成复杂、热值较低、不能直接利用等问题;同时生物质快速热解液化技术理论研究滞后,制约了该技术水平的提高和发展.我国生物质快速热解液化技术的研究起步较晚,建议加大资助力度以缩小与欧美等发达国家的差距.     

Cold-state spout-fluidizing characteristics of high-carbon ferromanganese powders

The spout-fluidizing characteristics of high-carbon ferromanganese powders with different sizes and masses were studied via a plexiglass spout-fluidized bed with an inner diameter of 30 mm and a height of 1000 mm. The relationships between bed voidage and such parameters as bed height, particle size, fluidizing air velocity, and air flow were obtained. Experimental results show that the powder material with high density can be fluidized in the spout-fluidized bed where the particle size is a key factor influencing the quality of fluidization.     

3种不同原料生物油主要化学成分的GC-MS分析

以玉米秸、麦秸和棉秆为原料,采用自制固定床热裂解反应器,在400、450、500和550 ℃等4个温度下进行了热裂解液化实验,获得了3种物料的生物油。反应温度为500 ℃时,3种生物质热裂解产油率最高。采用气质联用仪测定了500 ℃热裂解得到的3种原料生物油的化学组分和含量。结果表明,生物质原料种类对生物油的化学成分及含量的影响比较显著。每种原料制取的生物油都存在自己独有的化合物且含量也存在一定的差异,但主要化学族类大体相同。玉米秸热裂解油中酮类物质最多,酸类次之;麦秸和棉秆热裂解油中酸类物质居多,酮类物质次之。     

生物质快速热解液化的实验

在集成的生物质热解液化系统装置上,进行了生物质快速热解制取液体燃料的实验.以几种代表性生物质为原料,研究了热解温度、生物质种类、运行操作条件等对热解液化率的影响.试验结果表明,在现有系统装置上,生物质最高液化率可达51.7%,不同操作条件对最终热解液化率有显著的影响.     

水平携带床的粒子图像测试技术测试方案

介绍了粒子图像测试技术(PIV)原理,分类,设备组成,以及利用PIV分析气固两相流的研究现状;为了研究生物质颗粒在等离子体快速热解液化设备的水平携带床中的运动,根据PIV分析对光路的要求,设计制造了一套透明的冷态模拟装置,提出了相应的PIV测试方案;并从生物质颗粒粒径大小,拍摄区浓度,拍摄间隔时间,光的折射等几个方面进行分析,最后得出结论：利用该套PIV测试方案研究水平携带床内生物质颗粒的运动有着广阔的前景。     

松木生物质向轻质芳烃转化的催化分解

以废木材生物质的有效利用为目的，使用粉粒流化床热分解反应器对松木生物质进行了催化热解实验。为了获得高附加值轻质芳烃(苯、甲苯、二甲苯和萘)，调查了松木生物质的热解特性以及CoMo—B催化剂分别在氦气和氢气气体中对其热解产物的影响，并将结果与惰性介质硅砂条件下的结果进行了比较。在常压、低温下，要获得较高的中间产物轻质芳烃，热解过程中氢气和加氢催化剂的使用是不可缺少的，     

The effect of biomass pyrolysis gas reburning on N<Subscript>2</Subscript>O emission in a coal-fired fluidized bed boiler

The fossil fuel consumption and pollutant emissions in a coal fired fluidized bed boiler could be reduced by biomass pyrolysis gas reburning. The influence of three kinds of biomass pyrolysis gases on the emission of N₂O in a laboratory scale fluidized bed was investigated using the mechanism of GRI3.0 in this paper. The results showed that: the effect of sawdust pyrolysis gas reburning on N₂O was more significant than that of rice husk and orange peel under the same conditions; the increase of initial oxygen content from 1% to 8% in flue gas would restrain the decomposition of N₂O; the N₂O decomposition was enhanced by increasing reaction temperature from 1073.15 K to 1323.15 K, and the decomposition rate may reach 99% at 1223.15 K.     

生物质快速热解制备生物油

大规模生物质快速热解制取生物油将成为解决液体燃料短缺的一个重要途径。总结了热解所需的原料预处理要求,介绍了各种热解反应器目前的应用状况,重点介绍了利用热解副产物(焦炭和燃气)实现自热式热解液化的工艺技术及其关键问题,并结合3种比较成熟的热解反应器介绍了最佳的自热式热解工艺,随后阐述了热解产物中的固体颗粒分离以及生物油冷凝的工艺,阐述了生物油生产、存储和运输过程中的环境、安全和健康问题。