上吸式固定床气化炉处理中药渣的试验应用研究

以中药渣和建筑模板料为原料,采用上吸式固定床气化炉及工业锅炉供热装置进行对比试验,探讨两种原料在不同气化氛围(空气、空气−蒸汽混合气)下炉内压力和温度变化、气化效率、燃气产率以及蒸汽产率等。结果表明,中药渣和建筑模板料在空气中的气化温度和压力变化差异较小,气化条件相近。两种原料在空气−蒸汽气氛下燃气产物热值(6.0 MJ/m^(3)和6.5MJ/m^(3))明显高于空气气氛下的燃气热值(5.2MJ/m^(3)和5.4MJ/m^(3));在添加蒸汽气氛下气化,炉内温差更小,压力更为稳定。在空气为气化剂条件下,两种原料的气化效率分别为80.17%和84.01%,燃气产率分别达到了2.05 m^(3)/kg和2.40 m^(3)/kg。此外,在气化炉−锅炉系统高负荷运行条件下,每生产1t饱和蒸汽需要消耗277.78 kg中药渣或232.56kg建筑模板料。采用建筑模板料进行气化实验,虽然在气化效率等方面均优于中药渣,但由于两种原料元素含量和气化条件及结果大致相同,因此,中药渣可有效替换建筑模板料,实现中药渣的自循环利用。

上吸式生物质气化炉的设计与试验

为指导和改良小型生物质气化炉的设计及运行,介绍了上吸式气化炉的设计步骤,并对其结构进行了优化设计,制作了一台生物质气化炉,且以木屑为原料考察了入炉空气量对炉内温度、产气成分和热值等的影响。结果表明:入炉空气量是上吸式气化炉运行的关键参数,直接影响炉内温度和反应工况。随着入炉空气量的增加,气化炉内温度大幅上升,气体产量急剧增加,可燃气含量则是先增加后降低,入炉空气量在1.9m3/h附近为最佳,此时,产气热值达到最大值4.38MJ/m3,氧化区温度为960℃,气化强度为57.8kg/(m2.h),能很好满足用户需求。

户用型上吸式生物质气化炉的发展与改进

户用型上吸式生物质气化炉因其结构简单、使用灵活、操作方便和成本低等特点在中国农村地区拥有广阔的应用前景,但在目前实际推广应用过程中仍存在原料适应性差、气化气热值偏低、焦油和水分含量高及产气不稳定等较多关键技术难题。该文简要介绍了上吸式气化炉的工作原理,概括总结了中国户用型上吸式气化炉研究和应用现状,全面分析了其存在的问题及产生的原因,并从严格原料规范、优化气化炉结构和运行工况、加装焦油处理装置及创新气化炉气化机理等方面提出了一些可行的解决措施,可为其进一步发展和改进提供指导。

上吸式气化炉木屑气化结渣特性

为了探索上吸式气化炉内木屑气化结渣形成的原因与机理,在自制的上吸式生物质气化炉上通过控制气化条件形成结渣,分析了结渣形成的工况与部位,并对渣样进行了详细的表征。结果表明:随着入炉空气量的增加,气化炉内氧化区的温度急剧增加,气化强度显著增大,当入炉空气量超过3.5m3/h时,气化强度高达112.7kg/(m2.h),氧化区温度大于1129℃,气化炉内极易结渣。上吸式气化炉结渣主要发生在底部氧化区,属超温结渣,生物质灰熔融黏结,在停炉过程中降温凝结而成;渣样呈块状、灰黑色,含碳量非常低,质地坚硬,结构致密,高温熔融降温凝结使得渣样内部孔隙坍塌、表面孔闭塞,比表面积和孔容积均非常低;高温结渣过程中低熔点易挥发的元素如碱金属(K)、碱土金属(Mg、Ca)、P、S等的含量下降,而高熔点难挥发的元素如Al、Si等不断富集;与马弗炉在550℃和815℃制得的生物质灰相比,高温熔融使得晶型改变,在渣样中除了SiO2外,还形成了大量硅酸盐形式的共晶体,包括Ca(Mg,Al,Fe)Si2O6、CaMg(SiO3)2、KAlSi3O8、K(Si3Al)O8、Ca(Fe,Mg)(SiO3)2等。

上吸式固定床气化炉处理生活垃圾时二噁英的形成与迁移

分析了上吸式固定床气化炉处理生活垃圾过程产物中二噁英的分布特征,系统研究了垃圾气化过程中二噁英的形成和迁移机制.结果表明:气化炉出口烟气经湿法洗涤和电捕焦油器净化后,其中的二噁英含量为0.48 ng I-TEQ/Nm3,洗涤水和焦油中的二噁英含量较高,分别为8259.50 ng I-TEQ/L和5941.84ng I-TEQ/kg;垃圾气化过程中二噁英的总排放因子为165.86μg I-TEQ/t-垃圾,其中96.06%通过炉渣排放,3.58%存在于焦油中,仅0.35%随烟气排放,因此炉渣是二噁英的主要排放源,这与生活垃圾焚烧过程中二噁英的排放不同.二噁英的同系物分布特征表明,炉渣、洗涤水、焦油、烟气中的二噁英主要在气化炉内合成,而不是在烟气净化过程中.运用上吸式固定床气化炉处理生活垃圾过程中,控制炉内二噁英的产生是减少二噁英类物质排放的关键.

顶部点火上吸式固定床中农业废弃物气化特性分析

为了了解在固定床气化炉中生物质的气化特性和炉内温度演变规律,该研究采用顶部点火上吸式(top-lit up draft,简称TLUD)固定床气化炉研究了农业废弃物的气化行为,重点考察了不同空气流量下炉内温度分布、燃气成分和热值的变化规律,探讨了生物质气化过程机理。结果表明,气化过程明显分为2个阶段,即挥发份的析出和焦炭的缓慢气化。整个气化过程中燃气的热值可稳定维持在3MJ/m3以上,温度场的演变过程与波传递具有相似性,花生壳和稻壳的最佳空气当量比分别为0.31和0.35,且其燃气中焦油含量很低,分别为0.25、0.49g/m3。该研究为TLUD固定床气化炉的设计和运行提供了有益的参考。

上吸式生物质气化炉焦油成分的分析

文章在10 KWth上吸式生物质气化炉上进行木屑的气化实验,通过改变床层高度和气化剂空气的量,将产生的生物质焦油进行取样。经GC-MS分析得出上吸式气化炉焦油的主要成分为初级和二级焦油,其中以酚类焦油所占比重最多,大约为总量的38%~60%;在同样床高的条件下,随着空气量的增加,酚类焦油含量有所降低,但仍然是焦油中比重较大的。

户用型上吸式生物质气化炉的改进设计

在分析现有户用型上吸式生物质气化炉优缺点的基础上,针对目前气化炉普遍存在的产气可燃成分含量低,焦油及灰尘含量高,燃气热值不高等缺点,对供风系统进行了改进设计,并增加了一套水蒸汽介质循环反应系统;同时,设计了结构简单、方便实用的小型净化装置,最大程度实现了产气过程中降焦除尘。

上吸式固定床生物质气化的综合计算法模型

针对已有生物质气化模型在实际工程应用中的局限性,以Н.Н.Доброхотов提出的煤气化经验模型为基础,依据改用生物质成型燃料的3M13型上吸式气化炉所测数据,得到上吸式固定床生物质气化的综合计算法模型。该模型主要修正原模型干馏阶段的热解水、CO_2和焦油的产率;并在固定碳气化阶段,引入空气当量比作为参数,改进原模型中C/N特征值取值的随机性。通过与其他学者的上吸式气化炉生物质气化实验对比,模拟结果与试验数据符合良好,证明本模型在工程应用中模拟生物质上吸式固定床气化过程的可行性。

户用型上吸式生物质反应器的供风装置改进及其气化性能试验研究

以提高供风面积、改善供风均匀性和供风预热为思路,设计一种带内部供风预热送风弯管的梅花型供风器,开展其供风对气化炉气化性能的试验研究,对比分析该供风器和传统单管型供风器对气化反应过程的床层温度和产气成分的影响。试验结果表明,梅花型供风器供风时,反应床层温度显著升高,其波动程度趋于平缓,CO和H2含量明显提高,从而使气化气低位热值得到提高。由此表明,梅花型供风器提高户用型上吸式生物质反应器的气化性能是可行的。

改进型固定床上吸式气化炉及其在蒸汽锅炉中的代油燃烧应用

在蒸汽锅炉进行生物质能源改造中,生物质气化燃气代替煤、油具有成本、环保、政策方面的优势,但必须解决焦油的二次污染问题。本文提出以改进型即中部出气固定床上吸式气化炉生产生物质可燃气,及焦油成分随燃气直接在锅炉炉膛燃烧的技术路线,并以2 T/h蒸汽锅炉为例对气化炉的主要结构参数进行设计计算。采用基于锅炉输出蒸汽压力的气化炉鼓风自适应控制方法实现系统的闭环控制。最后通过实际应用案例实测数据的热能计算证明生物质气化燃气在蒸汽锅炉中代替煤、油燃烧的可行性。

上吸式秸秆气化炉中当量比对气化特性的影响

我国拥有丰富的农作物废弃物生物质资源,生物质气化技术是洁净高效利用生物质能的有效途径。以自行研制的上吸式秸秆气化炉为研究对象,通过实验研究的方法,研究了当量比Φ对该气化炉气化特性的影响。结果表明:在实验工况下,最佳气化当量比Φ为0.25~0.3,此时气化区平均温度在950℃,秸秆气化煤气低位热值平均可达5.98MJ/m3(标准立方米),气化强度达到137.7kg/(m2·h),产气率为1.68m3/kg,碳转化率为86.4%,气化效率为73.3%。当Φ<0.3时,气化煤气焦油含量随Φ增加较缓慢,但当Φ>0.3后,煤气焦油含量迅速提升。

上吸式生物质空气气化试验研究

生物质是指有机物中除化石燃料以外所有来源于动、植物的可再生物质。随着世界经济的发展，对燃烧效率高、清洁、方便的优质燃料的需求量不断增加。利用资源广阔且方便易得的生物质物料，通过热解气化将其转化为洁净的可燃气体，寻找一条经济实用的可持续发展和生态环境保护的能源供应方式，对于经济的进一步发展具有重要的意义。

上吸式生物质汽化炉的建模和模拟

在生物质热解规律研究的基础上,建立了上吸式生物质汽化炉的数学模型。该模型充分考虑了炉内主要的物理和化学反应过程及其交互作用。通过对汽化炉内生物质高温分解、燃烧、还原和干燥等汽化过程进行模拟计算,得出炉层高度对燃气成分和炉内混合物温度的影响规律,为模型的进一步优化提供了理论依据。

上吸式秸秆气化技术的研究开发

介绍了秸秆气化技术的发展现状。根据笔者的研究 ,阐述了上吸式秸秆气化技术的特点 ,以及它和下吸式秸秆气化技术相比所具有的先进性 ,在产气热值、运行的安全和便捷性、投资等多方面都有较大幅度的改善 。

上吸式生物质秸秆气化炉的设计与试验研究

设计一台上吸式生物质秸秆气化炉,并进行热解气化试验,分析不同气化剂量对炉内温度的影响以及温度和秸秆种类对产气成分的影响。试验结果表明:气化剂量对炉内温度及炉内温度对产气成分含量的影响均较大;秸秆种类也对产气的热值有较大的影响,稻草热解可燃气热值4.1MJ/m3,油菜秆热解可燃气热值4.9MJ/m3,玉米秆热解可燃气热值5.5MJ/m3。

上吸式磁选机

上吸式磁选机是干式铁矿磁选设备。本文介绍了该设备的特性、结构及工作条件。

F-200-Q10型上吸式专用浮油收集器

介绍了一种可回收恶劣工作环境下表面浮油的机械的设计原理,其操作、维修极其简单,设备的制作也很方便。

上吸式粉粒状含铁物料除铁工艺研究

对立式辊磨研磨矿渣工作原理及磨损问题进行分析,提出采用上吸式粉粒状含铁物料除铁工艺解决设备磨损问题。实践表明:采用本工艺后,设备磨损问题得到有效解决,值得推广应用。