流化床中生物质热解气化的模型研究

对水蒸汽和氮气流化条件下 ,流化床内生物质热解气化生成的纯煤气产率及低位热值随反应温度的变化特性进行了研究。在五种生物质原料实验数据的基础上 ,进一步研究了流化床内生物质热解气化生成气体产物的反应动力学模型 ,得到了纯煤气产率和热值的计算公式 ,并推荐了循环流化床条件下生物质热解的计算方法。

生物质催化气化工业应用技术研究

在富氧条件下研究了生物质在流态化气化炉和上吸式气化炉中的气化过程 ,探索了催化剂对气化过程及焦油裂解过程的影响 ,研究了工艺参数对煤气质量的影响 ,给出了最佳的工艺操作参数范围。煤气热值最高可达 9.93MJ/Nm3。

内循环锥形流化床秸杆富氧气化技术研究

开发研究了适合软秸杆气化的富氧气化工艺及锥形流化床气化炉。在 6 0 0～ 82 0℃气化温度范围内 ,研究了催化剂 (CaO、NaOH)、流化速度、床层压降对煤气热值的影响 ,以稻草为原料在CaO催化剂作用下 ,煤气中的重烃含量高达 4 .81%。对内循环锥形流化床气化炉在秸杆气化过程中的稳定性和安全性进行了试验 ,研究结果表明 :采用内循环锥形流化床气化炉及富氧气化工艺安全、稳定 ,所产生的煤气具有焦油含量低。

流化床反应器中生物质的催化裂解气化研究

利用木材加工废弃的白木屑在自行开发的流化床生物质气化系统上进行了非传统气化新方法实验研究 ,制备了多种镍基催化剂并对不同催化剂的裂解气化性能进行了评价。结果表明 ,共沉淀镍铝催化剂性能最佳 ,镍铝比在 0 5～ 1 0之间催化剂活性、稳定性最好。该催化剂连续使用 2 0 0min活性无显著降低 ,失活催化剂可采用在65 0℃～ 70 0℃的混合气N2 ∶CO2 ∶O2 ∶H2 O( 4 0∶5 0∶5∶5 )中焙烧的方法有效再生。

小型流化床燃煤自供热煤催化气化特性研究

在内耐火衬式流化床中,采用负载不同碱金属及配比催化剂的煤粉为原料,研究了煤粉催化气化过程,探索了自热方式为催化气化过程提供足够反应热的可能性,获得了维持煤气化装置连续稳定运行的工艺条件。经实验研究发现,通过燃煤自供热可为催化气化过程提供所需的能量,并维持炉温在所需温度范围;添加碱金属催化剂后,煤粉对应的着火温度有明显降低,且钾盐对煤粉着火点影响比钠盐显著。同时,催化剂负载量存在一个最佳值;添加催化剂后,维持系统稳定操作的温度范围降低了100～200℃,控制炉温在低于该温度范围内操作,可有效减少结渣;负载催化剂后在较低的气化温度下可实现较高的碳转化率和气化效率,实现装置的连续稳定运行。燃煤自供热的流化床催化气化装置的构建及开发,将解决现有催化气化技术经济性不佳及工程放大难的问题。

含焦油生物质气再燃还原燃煤锅炉NO_x的试验研究

搭建了10kW上吸式生物质气化炉和20kW煤粉沉降炉组成的生物质气化再燃试验系统,分析了不同再燃条件下含焦油生物质气再燃还原燃煤锅炉NOx的特性.结果表明:气化过程中产生的焦油在再燃过程中会裂解生成高热值的烃类气体,这些烃类气体还原NOx的效果明显;当过量空气系数较小、再燃温度较高时,NOx的还原效率较高,试验中最高还原效率超过80%;采用生物质气化再燃的方式既可以解决焦油难处理的问题,又可以提高生物质能量的转化效率,同时可高效降低燃煤锅炉NOx的排放量.

焦炭在固定床反应器中的CO_2气化实验研究

在固定床反应器上研究了焦炭在CO2 气氛下的气化反应，分析了气化温度和颗粒大小，以及颗粒表面灰的聚集对气化反应的影响。采用两段阶梯式气化方法和扫描电镜（SEM），研究气化反应过程中灰的附着对气化效果的影响。结果表明，温度对气化反应有积极影响，在950 C～1265 C范围内温度越高气化效果越好，在1265 C时，焦炭转化率高达95％。颗粒粒径在小于20mm时，其变化对气化效果的影响不明显，而大于20mm时气化效果有明显的伴随下降趋势．这对于固定床气化焦炭时对焦炭的选取具有指导意义。

煤种对煤与天然气共气化过程的影响

以移动床为反应器,进行煤与天然气共气化热态模拟实验,对无烟煤、瘦煤、肥煤与焦炭进行了对比研究,考察了煤种在不同喷吹参数H2O/CH4/O2时对高温火焰区温度、合成气有效成分H2+CO和H2/CO、以及CH4与水蒸汽转化率的影响.结果表明,相对于焦炭,煤为原料时,高温火焰区温度略高,粗合成气有效成分H2+CO体积含量较高,且H2/CO更接近于热力学平衡值.通过不同煤种的实验,可以直接制备H2/CO在1～2之间可调、有效成分H2+CO体积含量大于92%、残留CH4小于2%的粗合成气,CH4转化率超过90%,水蒸汽转化率高达75%.煤种中高灰分含量有利于煤与天然气共气化过程.

煤颗粒热解的传热传质分析

采用分布活化能模型及能量守恒方程对煤颗粒热解的传热传质过程建立数学模型,模型考虑煤热解的吸热效应及挥发分逸出时对流换热的影响.与有关煤粉和大颗粒煤热解的实验数据对比,对模型进行验证.针对煤颗粒的温度变化过程和煤热解过程进行数值分析,研究煤热解的吸热效应、挥发分气体逸出的对流效应、颗粒尺寸等参数的影响.

管道内壁结构对爆燃火焰传播的模拟研究

为了研究可燃气体在不同类型内壁结构管道中爆燃的传播状况,建立了火焰在光滑壁面、内衬多孔材料壁面、内衬实体障碍物壁面的管道内传播的数值模型,研究了管道内不同内壁结构对火焰速度及压力波的影响。结果表明,当火焰传播至相同位置出口截面时,内衬实体障碍物壁面出口火焰速度最大,光滑壁面次之,内衬多孔材料壁面最小。相比光滑壁面管道,内衬多孔材料壁面对火焰温度及压力起削弱作用,火焰在进入多孔材料区域后,压力迅速降低。内衬实体障碍物壁面对火焰温度及压力起加强作用,促进了火焰的燃烧与传播。

污水污泥低温热解实验研究

研究不同热解最终温度下污水污泥热解产物的产率及特性。结果表明,随着温度的升高,固体产物产率下降,且C/H增加;气体产率随着温度的升高而增加;液体产物产率随着热解温度的升高而增加,440℃时达到最大30.5%;热解温度进一步升高,液体产率略有不太明显的下降;液体油品具有较高的热值,它们作为潜在的能源是不可忽视的。

固定床中天然气与煤联合气化制合成气反应过程的实验研究

用固定床反应器模拟合成气制备炉,对天然气与煤联合气化反应过程进行了研究. 实验结果表明,在合成气制备炉下部主要发生甲烷和碳的氧化反应,氧气完全消耗. 合成气在制备炉内上升过程中,未转化完的甲烷继续裂解,中间产物水蒸汽和CO2被还原. 出口合成气在离开制备炉时整个炉内体系接近反应平衡.

水煤浆加压气化技术在兖矿鲁化的应用与发展

煤炭气化利用被世界认为是煤炭清洁利用中期战略之一。本文介绍了德士古装置的引进、应用及发展,特别介绍了德士古气化炉新型喷嘴、新型耐火砖、运行工艺和煤浆制备技术创新与开发;新型(多喷嘴对置)水煤浆气化炉的开发和应用表明,该气化炉具有煤种适用范围广,环境污染小的特点。具有自主知识产权技术的开发和成功应用为我国相关技术的引进、开发与应用提供了重要经验。

稻壳在流化床中的快速热解研究

研究了稻壳在一个内径为３２ｍｍ的小型热解流化床中的热解过程，探讨了几种因素对热解气体的组成、气体热值和热解效率的影响。实验结果表明，温度、加热速率和停留时间是影响稻壳热解的最主要因素。在良好流化的情况下，停留时间约１ｓ时，在９００℃时热解所得气体热值可达１３０５５ｋＪ／Ｎｍ＾３，热解效率可达５１％。

基于ASPEN PLUS的生物质气化过程模拟分析

基于大型流程模拟软件ASPEN PLUS中的Gibbs自由能最小化法建立了生物质气化反就器模型,对气化过程进行了模拟分析。以空气为气化剂,探讨了气化温度对气体成分、气体热值、气体产率和气化效率的影响,模拟计算结果表明:在气化温度变化范围内,700℃时气化效率最高为74.8%。

流化床中生物质热解过程的混沌神经网络模拟

在流化床内用若干种生物质材料进行了氮气流化条件下的常压热解实验 .为研究生物质的热解规律 ,建立了混沌神经网络模型对其进行模拟 .分别按照 3种方案进行了神经网络的模拟 ,经过比较确定了对于流化床内生物质热解过程最为有效的网络输入方案 ,该方案充分考虑了实验运行参数、生物质料的工业分析数据以及化学成分分析数据 ,可以对热解产物给出较好的预测 .

甲烷部分氧化制合成气催化反应的研究

以粒度为5mm的α Al2O3和γ Al2O3为载体,用浸渍法制备了质量分数为1000的Ni基催化剂,进行甲烷部分氧化制合成气(POM)反应.在固定床流动反应装置中,测定了反应温度、原料气配比对甲烷POM反应的影响,并考察了助剂Ce、La和Ca的添加对1000Ni/α Al2O3催化剂反应性能的影响.结果表明:高温有利于此反应进行;当CH4/O2为2时,CO的选择性最大;助剂Ce和La对催化剂的性能改善较好;Ce的最佳载量为100,La的最佳载量为200.

生物质燃气净化技术及其装置研究

生物质秸秆燃气中的木焦油理化性质测试结果及其吸附和凝结特性的对比实验表明 ,生物质秸秆燃气的净化关键在于细小颗粒焦油尘的凝聚。据此 ,本文提出了快速冷凝悬浮净化的技术工艺 ,并研制出YN0 1型生物质燃气净化机 ,样机运行试验表明已克服了目前生物质秸秆燃气净化系统普遍存在的初投资大、设备复杂、净化效率低等缺点 ,有较高的实用价值和推广应用前景。

生物质焦对甲苯的催化裂解实验研究

为降低生物质气化气中焦油含量,在小型固定床反应器上,进行了生物质焦对焦油模型化合物甲苯的催化裂解反应的实验研究,考察了热解焦粒径、裂解温度、气相停留时间和反应气氛对甲苯裂解率的影响.结果表明,高温条件下,热解焦对甲苯的裂解具有明显的催化作用.950℃时,所用的两种热解焦对甲苯的转化率分别达到了98%以上,同时发现,较长的气相停留时间更有利于甲苯的裂解.水蒸气或CO2能与甲苯和碳发生反应,提高甲苯的转化率,延长焦的催化活性;另外,动力学计算得出,生物质焦对甲苯催化裂解的活化能约为73kJ/mol.

煤加压催化气化制城市煤气——Ⅱ.煤水蒸汽催化气化动力学特性

应用单段反应器,在800—850℃和2.1MPa下,研究了扎赉诺尔褐煤和大同气煤制城市煤气的可能性以及催化气化的动力学特性。采用复合催化剂Na-M-Ⅱ,并使其加入量控制在3—6w%(以Na计)。所生成的煤气热值为16,000kJ/Nm^3左右,相应的碳转化率为80—90%。催化剂含有氧化物Na_2O-k_2O-Fe_O_3-CaO-MnO。