煤无焦油气化的实验研究

根据上吸式和下吸式气化炉特性,设计开发了喉口型双氧化层煤无焦油气化炉,并在煤无焦油气化炉实验装置上进行了煤无焦油的气化实验研究,考察了气化炉操作参数对主要气化指标的影响.结果表明,喉口型双氧化层气化炉内气化状态良好,出炉煤气中焦油含量大大降低,煤气热值明显提高,煤气中焦油含量最低仅为10 mg/m3,煤气热值高达6 466.9 kJ/m3,完全满足各种燃烧器和加热工艺要求,实现了煤无焦油气化;操作参数对气化指标的影响本质上是通过改变气化温度来实现的,气化温度的提高促进了焦油的裂解反应,从而提高了气化煤气中CO和H2的含量,降低了煤气中CO2和焦油的含量,使煤气热值升高.     

两步进气下吸式固定床气化系统的设计、调试和运行

开发了一套原料处理量为25 kg/h的两步进气下吸式固定床气化系统,并对两步进气直筒形（Stratified）下吸式固定床气化炉的炉型、结构和主体尺寸以及焦油检测系统进行了设计,对鼓风机、引风机、出炭螺旋等关键部件的参数进行了计算。气化炉整体高度为2683 mm,气化炉有效内径为350 mm,所需引风量和鼓风量都是60 m3/h。采用木片为原料,通过冷态实验和热态实验对气化系统进行验证,验证了该气化系统完全满足设计和实验需要。通过对比两步进气和一步进气实验结果,发现两步进气法可有效提升炉体温度,显著提高可燃气中可燃气体组分含量和热值,并有效降低可燃气中焦油含量。     

改进型生物质上吸式固定床气化炉的应用与效益分析

生物质能源具有可再生性、低污染性、广泛的分布性等特点,是一种理想的可再生能源,也是一种重要的环境友好型的新能源。目前,国内生物质气化装置普遍存在产出可燃气中焦油与氮气含量较高、热值较低、气化效率较低和自身热损失较大等问题,对生物质上吸式固定床气化炉进行了改进,着重介绍了改进型生物质气化炉的各项技术指标,并对在现有燃煤、燃油锅炉应用改进型上吸式固定床气化炉后的环境效益、经济效益和社会效益及节能减排效应进行了分析。     

秸杆生物质在上吸式固定床气化炉中的气化特性分析

生物质是可再生的重要资源之一,具有取之不竭、用之不尽的特点,作为今后能源发展的重要方向具有战略意义。通过对固定床气化炉进行改进,研制了上吸式固定床气化炉,作为秸秆等生物质的气化设备,研究和开发高效率气化设备。针对水稻、油莱和棉花等3种生物质秸秆气化应用表明,气化效率分别为73．2％、75．5％和77．8％,符合Q／BDl-2013产品标准的要求,气体主要以H2、N2、CH4、CO和C02等为主,并含有少量的C2H2、C2H4和C2H6等,锅炉烟气中的SO2、NOx、烟尘排放浓度和黑度均达到GBl3271—2001排放标准限值的要求,不需对锅炉烟气中污染物进行治理就可直接排放,     

氧气对生物质气化气及焦油成分影响的实验研究

生物质气化再燃是生物质能利用的较好方式之一.生物质气化再燃技术中,气化气及焦油的不同组成对再燃效果有所影响.自行设计搭建热功率为10 kW的上吸式生物质气化炉,进行典型生物质燃料木屑的气化实验,通过改变气化剂空气的量,研究氧气对生物质气化气及焦油成分的影响.实验结果表明,氧气量增加,气化气中主要组分的体积含量均有所增加,而焦油中占据主要比重的酚类物质相对含量减少.此研究为生物质气化再燃技术的开发提供一定的理论指导.     

缩口形式对两段供风气化反应器性能的影响

在生物质气化过程中，气化气中焦油含量高是影响整个系统正常运行的重要因素。本文在分析生物质气化机理的基础上，实验研究了缩口型式对温度分布和气化气中焦油含量的影响，分析了缩口型式对两段供风气化反应器性能的作用，探讨了提高生物质气化炉的总体性能的途径。     

家用生物质气化机关键设计技术的研究与分析

在阐述生物质气化原理的基础上 ,分析了上吸式固定床家用型生物质气化机设计中的关键技术问题 ,并重点讨论了反应室内压力、反应温度、焦油含量、燃气灶具等因素对机组整体性能的影响。     

含焦油生物质气化气再燃还原NO的实验研究

采用生物质气化再燃技术,在管式流动试验台上对上吸式生物质气化炉产生的含焦油生物质气化气再燃还原NO进行实验研究.结果表明,对应一定的生物质气流量,含焦油生物质气还原NO过程中存在最佳氧量;NO还原效率随温度升高而增加,但氧气不足时温度过高容易使焦油聚合生成碳黑,导致还原效率下降;通过对比含焦油生物质气与单纯小分子气体还原NO的实验趋势,充分体现了焦油的突出作用.在本文实验范围内,含焦油生物质气还原NO效率最高达80%,是适合生物质能资源化利用的一种很好的方式.     

钢铁烧结烟气多污染物的排放特征及控制技术

 监测了钢铁烧结烟气的排放特征,发现SO₂排放浓度沿着烧结机方向呈现机头和机尾低、中部高的特点,二噁英的排放浓度与烟气温度正相关,温度高于250℃时二噁英的排放浓度出现峰值.调研了数十台烧结机的烟气排放特征,表明SO₂排放浓度≤2000 mg/m³的占63%,要求脱硫效率大于90%;>2000 mg/m³的占37%,要求脱硫效率大于96%.NO_x排放浓度≤300 mg/m³的占86%,烟气无需脱硝可直接排放;在300~600 mg/m³之间的占14%,要求脱硝效率大于50%.二噁英排放浓度为1.0~5.0ng TEQ/m³,必须采取控制措施才能达标排放.针对烧结烟气SO₂和二噁英浓度高的特点,论述了基于活性炭吸附的活性炭法,以钙基吸收剂脱硫为主、活性炭(焦)脱二噁英为辅的SDA 法、MEROS 法、IOCFB 法等4 种多污染物协同控制技术及脱除效果.     

生物质固定床气化试验研究

根据生物质的气化原理，利用固定床上吸式气化的试验方法，对生物质进行气化研究．搭建一小型气化试验炉，分析采样气，得到气化气的热值．利用实测数据计算法计算各种气化指标，同时研究了炉温、原料特性、燃料层厚度等操作条件对生物质气化的影响．建立了数学模型，对气化过程进行模拟，进一步研究气化炉内部的反应状况．比较模拟计算得出的燃气成分、热值与试验测得的相应数据，验证了上吸式固定床气化方法的可行性．     

气化松焦油在SiO_2作用下的燃烧特性及燃烧动力学

为研究生物质气化焦油在SiO_2作用下的燃烧特性,用松树皮在水冷式固定床生物质气化炉进行气化实验,将炉膛内黏附的焦油在SiO_2作用下进行热质量实验,并进行燃烧特性分析及动力学分析。研究结果表明:少量的SiO_2能改善气化松焦油的可燃性、稳燃性和燃尽性;当添加剂质量达到焦油质量的18.7%左右时,可燃性和稳燃性迅速下降,试样的燃尽性达到最佳;少量SiO_2的加入在水分及轻质油挥发阶段增加了吸热量,在燃烧阶段活化能从14.75 k J/mol下降到8.85 k J/mol;SiO_2质量与焦油质量的比值不能过大,否则过多的吸热量仍将影响其着火及燃尽特性。     

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.     

城市生活垃圾原料性质对干馏及气化过程的影响

将城市生活垃圾样品经预处理后置于φ40×750不锈钢间歇式固定床气化炉内进行气化反应,考察不同原料组分对垃圾干馏与气化过程的影响。认为城市生活垃圾的有机物部分作为制气原料,气化活性较高(1000℃时CO_2转化率达92％)。气化强度大,燃气组分与煤制气组分基本接近。试验结果得干馏阶段燃气热值一般在9.62～10.04 MJ/m~3(2300～4000 Kcal/m~3),气化阶段燃气热值在3.35～4.18 MJ/m~3(800～1000 kcal/m~3),垃圾有机物中灰分、固定碳和挥发分对干馏和气化过程均有影响。考察干馏和气化的综合效果,当反应温度为900℃,混合气为气化剂时,燃气热值可达4.60～5.65 MJ/m~3(1100～1350 kcal/m~3),但气体产率不大于1.5 m~3/kg。     

广州市环境空气中二噁英和呋喃的含量及周年变化

从2005年6月至2006年5月,每月一次采集广州市的环境空气样品,测定了所采集的12个样品中二噁英/呋喃(PCDD/Fs)的含量.测定结果:广州市环境空气中PCDD/Fs含量为0.062～2.19 pg I-TEQ·m-3,平均含量0.39 pg I-TEQ·m-3.     

玉米秆成型燃料氧气-水蒸气气化试验研究

利用小型层式下吸式固定床反应器研究了玉米秆成型颗粒燃料在氧气-水蒸气气氛中的气化反应,通过在线测量温度和气体产物组分变化,分析了在固定当量比下玉米秆颗粒燃料氧气-水蒸气的固定床气化反应机理.本次试验测定的玉米秆颗粒燃料在0.3当量比下利用纯氧气化的气体产物中氢气含量为19.39％,远小于流化床富氧气化传统文献报道值.通...     

市政污泥与生活垃圾协同焚烧的二噁英排放特征及毒性当量平衡

于2016年5月和2017年1月,分别对南方某生活垃圾焚烧发电厂开展生活垃圾与市政污泥(分别为0%、5%、10%和15%)协同焚烧试验,探讨市政污泥掺烧对生活垃圾焚烧过程中PCDD/Fs排放的影响.在不同季节中,PCDD/Fs均主要分布于飞灰与炉渣中.受焚烧过程中PCDD/Fs的结构破合与重组的影响,废渣中以2,3,4,7,8-PeCDF (13.0%～72.1%)单体为主.2016年5月,每吨焚烧原料(指生活垃圾跟污泥的混合物)混合焚烧排放的PCDD/Fs毒性当量比原料本身含有的增加了14.1～29.2μg TEQ/t,而2017年1月则降低了9.2～9.9μg TEQ/t.生活垃圾焚烧过程中加入市政污泥能够提高焚烧材料中的硫元素与氯元素的质量比,从而抑制PCDD/Fs的再合成.综上所述,在保证生活垃圾焚烧发电厂的电力生产条件下,适当的市政污泥与生活垃圾协同焚烧能够降低焚烧过程中的PCDD/Fs排放,从而实现市政垃圾污泥的安全处理处置.     

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.     

响应面法优化玉米芯气化性能的研究

以自行研制的户用型上吸式气化炉和玉米芯为研究对象,使用气相色谱TCD检测器检测,运用响应曲面法对玉米芯气化条件(气化剂的流量、燃料的颗粒粒径和燃料的堆积高度)进行综合模拟分析与实验验证.结果表明:当空气进气量为1.6m3/h、物料粒径为1.5cm、物料堆积高度为70cm时,玉米芯产气中CO的含量最高,能达到32.38%左右,与模型的预期值32.23%比较接近,这为以后生物质的气化提供较好参考标准.     

浅谈鲁齐加压气化炉异常工况的处理措施

鲁齐加压气化生产城市煤气工艺中,高压蒸汽和氧气混合作为气化剂,气化剂和块煤在气化炉中发生反应产生粗煤气,粗煤气经喷淋冷却洗涤器洗涤后,再经过废热锅炉换热,温度降至183℃后,粗煤气送往净化工段完成冷却、脱硫、脱炭工艺后变成净煤气.     

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.