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.     

基于ASPEN PLUS平台的生物质气化模拟

基于ASPEN PLUS软件的Gibbs自由能最小化法,并利用RGIBBS反应器的限制平衡法修正,建立了生物质气化模型.模拟花生壳气化和木粉气化,发现模拟值和实验值符合良好.对气化两个重要影响因素(空气当量系数和床温)作了灵敏度分析,发现产气组分主要受床温影响,燃气热值和气化效率主要受空气当量系数影响.模拟分析了气化剂温度对产气组分和气化效率的影响,结果表明:基于ASPEN PLUS平台的生物质气化模型能准确地模拟实际气化过程,具有较好的可靠性和适用性.     

两种生物质热解半焦的性能

运用慢速热解方式对生物质颗粒进行预处理,半焦作为生物质气流床气化的原料,通过自动量热仪和元素分析仪对稻草和梧桐树叶热解后的半焦进行热值、元素分析。结果表明:不同生物质的半焦产率随热解温度的升高而降低;粒径大小对半焦热值、氧元素脱除影响不显著;挥发分在550℃时已经基本析出,氧元素脱除比较彻底。     

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．     

固定床生物质气化机组主要技术性能试验研究

采用气相色谱议等仪器,测试并检验了固定床生物质气化机组的炉膛温度分布、燃气组分、低位发热量及杂质含量等主要性能指标,同时分析了物料种类、气化强度、炉膛温度、二次风系数等因素对气化效果的影响,初步探索了生物质气化机组设计的一般规律.研究结果表明:气化强度在200kg/m3.h左右时,生物质燃气的低位发热量和杂质含量可取得最佳值;二次风系数控制在20-25%之间,炉膛内还原区温度在700℃左右,可以保证较好的燃气质量.     

气化压力对煤气化过程中痕量元素迁移规律的影响

在一台0.1 MW加压喷动流化床煤气化炉上,维持气化温度940℃,静止床层高度300mm,气化风量9 m3/h、蒸汽量1.7 kg/h、给煤量4.56 kg/h等参数不变,测定了煤和气化产物中Co,Mn,Cr,V,Se,Hg,As,Ni,Cd,Cu,Zn,Pb等12种痕量元素含量,研究了气化压力对痕量元素迁移规律的影响.结果表明:加压有利于改善煤气品质;在旋风焦中,Cr,As,Ni,Cd,Cu,Zn,Pb富集,Co,V,Se,Hg耗散,随着气化压力的增加,Cr,Cd,Zn,Pb的地球化学富集因子(MGEF)减小,As,Ni,Cu的MGEF增加,Co,V,Se,Hg的MGEF基本不变;在底渣中,所有痕量元素均耗散,随着气化压力的增加,Cd,Zn,Pb的MGEF增加,Co,As,Cu的MGEF减少,V,Se,Ni的MGEF基本保持不变;在煤气中,随着气化压力的增加,Co,As,Cu含量总体上呈增加的趋势.     

型煤气化问题和改造方向

煤气化技术作为煤炭深度加工、转化利用的先导技术,是目前国内洁净煤技术优先发展的领域之一。本文针对河南煤业化工集团安化公司造气车间常压间歇式固定层Ф2.65m煤气发生炉的型煤气化中存在的问题,进行总结和分析,并提出解决的方案,从而对其他企业里的煤化工气化提供了行之有效的建议。     

用差热法研究平鲁煤焦的水蒸气加压气化动力学

用自行改造组装的多气氛高压高温差热分析装置研究了平鲁煤焦的水蒸气加压气化动力学。水蒸气分压为0.01,0.03,0.11和0.33MPa,最高反应温度为1450K.实验结果表明,反应温度对气化速率有显著影响;水蒸气分压对气化速率在低压时有明显影响;气化反应的活化能随转化率变化。与实验值基本吻合的计算值表明虑及压力和孔结构变化的动力学方程可以较好地描述平鲁煤焦在加压水蒸气中的气化行为。整个工作还表明,DTA技术也是研究煤气化动力学的一种有效手段。     

工业碱对粉煤流化床混合气催化气化工艺条件的研究

在内径Φ28 mm流化床中,无烟粉煤在2种工业碱催化剂作用下进行混合气(空气/水蒸气)的催化气化,得出适宜反应时间为40 min,催化气化温度为900℃,2种工业碱催化剂的适宜添加饱和度均为8%.研究显示,无论煤气产率还是煤转气热值,粘胶废碱液均明显高于工业固碱.在适宜催化气化温度(900℃)条件下,产气率从无催化剂时的2.57 m3/kg增加到8%固碱时的3.62 m3/kg和粘胶废碱液时的3.97 m3/kg;煤转气热值粘胶废碱液比无催化剂时增加了2.78倍,比固碱时增加了0.66倍.     

我国工业型煤发展现状及技术方向

说明了煤炭在我国能源中的地位及型煤是我国洁净煤中的首选技术，其可带来巨大的环保和经济效益；叙述了国内外型煤发展历程及现状；指出我国型煤发展中所遇到的问题和解决途径及技术方向；介绍了型煤设计研究所取得了一系列的科研成果，使我国型煤整体技术和装备水平上了一个新台阶，并将进一步致力于型煤产业化的研究设计工作。