固定床式气化炉内部流场的数值模拟研究

以固定床式煤气化炉发展兴起的型煤富氧气化技术是符合我国能源战略政策的新技术。为掌握现有气化炉生产特性,采用计算流体动力学软件进行数值模拟。在建立与实际相对应的常压气化炉几何模型基础上,选用k-ε双方程模型、流体输运模型、SIMPLE方法求解N-S方程、P1模型,模拟出炉膛内的组分浓度场、温度场,为进一步研究炉内的燃烧状况、优化燃烧过程和指导生产工艺改进提供了理论依据。

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。

下吸式生物质固定床气化炉研究进展

随着全球能源需求的不断增加和化石能源的日趋枯竭,生物质固定床气化技术作为一种清洁的可再生能源利用技术,引起许多研究者的关注。与上吸式固定床气化炉相比,下吸式具有可燃气焦油含量低、炭转化率高、可燃气热值高、可燃气产品用途广的优点。笔者详细介绍了下吸式生物质固定床气化炉的原理、分类、单段下吸式固定床以及两段下吸式固定床的研究现状,并且在综述的基础上,对下吸式固定床气化炉的应用研究提出了展望。

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.

1000m^3下吸式固定床气化炉的研制

介绍了下吸式固定床生物质气化炉的气化原理,并结合其出现的问题和现有技术条件,设计了一种适合中小规模乡镇一级的新型下吸式气化炉。该气化炉结构简单,便于操作,运行稳定,产气量大。同时采用空气-水蒸气为气化剂,并加装余热回收装置产生蒸汽和可升降破穿孔装置,明显提高气化气品质,有利于秸秆气化技术的推广。

竹材下吸式固定床气化中试试验及其产物的增值应用

生物质气化技术可将物质原料转化为高热值可燃气和生物质炭,可燃气可用于供热或发电,生物质炭可制成高比表面积活性炭。以毛竹为原料,采用一套产能为340 kW的下吸式固定床气化发电系统,研究气化工艺对可燃气品质和气化炉性能的影响,并采用KOH化学活化法开展气化副产物竹炭的活化试验,研究活化工艺对活性炭性能及其吸附甲基橙染料的影响。试验结果表明:随着进气量从400 m^(3)/h增加至800 m^(3)/h,可燃气的品质和气化性能都有所增加,通过连续24 h的高负荷运行,发现可燃气的最高低位热值为5.20 MJ/Nm^(3),气化炉的原料消耗、产气量和冷气效率的最大值分别为700 kg/h、1 400 m^(3)/h和57.87%,最优工况下可发电340 kW;选用氢氧化钾活化剂对竹材气化炭进行活化制备竹质活性炭,结果表明,当活化温度和碱炭比分别为900℃和3∶1时,活性炭的比表面积、总孔容和碘吸附值均达到最大值,分别为1 338.55 m^(3)/g、0.900 cm^(3)/g和1 849.50 mg/g,表明毛竹气化炭是制备活性炭的优质原料;气化毛竹活性炭对甲基橙的最大吸附量为212.77 mg/g,该吸附过程与Langmuir和Freundlich等温线模型的相关性均表现良好(R;>0.99),且符合准二级吸附动力学方程。

生物质固定床气化炉异常工况的分析

针对以空气为气化介质的径高比为0.32的下吸式固定床气化炉,当通风量为11 m3/h时,分别研究了在正常运行、"搭桥"及"烧穿"情况下反应温度及气化燃气组分百分率变化规律。研究结果表明,在发生"搭桥"、"烧穿"的异常工况下,反应温度会偏离正常值且各燃气组分百分率会明显下降,并分析了产生此效果的原因。

生物质气化炉设计要点

介绍了下吸式生物质气化炉的工作原理、特点,以及主要结构尺寸的设计要点。