气化温度对生物质气化的可燃气、炭和焦油特性的影响

【目的】生物质气化技术是一种清洁可再生的能源利用技术。研究气化温度对气化产物特性的影响机制,构建气化产物特性的演变规律,对中国实现碳达峰与碳中和目标具有重大意义。【方法】以玉米Zea mays秸秆、棕榈Trachycarpus fortunei壳和马尾松Pinus massoniana等3种农林生物质废弃物为原料,以空气为气化剂,采用自制的微型固定床气化装置,开展3种生物质的气化多联产研究,系统研究了不同气化温度(700、800、900℃)对气化性能的影响,以及对气化三相产物(可燃气、生物质炭与焦油)特性的影响机制。【结果】随着气化温度从700℃增加至900℃,可燃气的质量产率逐渐增加,而生物质炭和焦油的质量产率逐渐减小。较高的气化温度有利于提升可燃气的热值。在3种原料中,马尾松可燃气的热值最高,一氧化碳、氢气和甲烷体积分数分别为40.03%、18.27%和18.29%,低位热值达13.58 MJ·m^(-3)。随着气化温度的增加,生物质炭中的碳元素质量分数增加,氢元素质量分数下降,灰分质量分数大幅增加,其中马尾松炭的热值最高,达29.70 MJ·kg^(-1)。随着气化温度的增加,3种原料的气化液体产物中酸类、醇类、醛酮类、呋喃类化合物相对含量逐渐减小,而芳烃类化合物相对含量大幅增加,其中马尾松的芳烃类化合物相对含量最高,达到61.12%。【结论】气化温度对生物质气化三相产物的产量及特性有显著的影响,选择合适的气化温度对提高生物质可燃气热值及气化效率至关重要。

煤气化过程中痕量元素迁移规律与气化温度的关系

在一台常压流化床气化炉上,维持流化风量7Nm3/h、蒸汽量1.32kg/h、给煤量3.17kg/h、静止床层高度400mm等气化参数不变,详细研究了痕量元素迁移规律与气化温度之间的关系。结果表明:气化温度对痕量元素迁移规律的影响比较复杂,并非气化温度的升高都能促进所有痕量元素挥发,元素及其化合物的熔、沸点对元素挥发影响很大,但不是唯一决定因素。痕量元素在高、低温焦中受气化温度影响变化趋势相同,即随着气化温度的升高,As、Cd、Co、Cr、Cu、Mg、Ni、Pb、Se的相对富集系数增加,Zn的相对富集系数减小,Mn、Hg、V、Sr的相对富集系数变化很小。相对于高温焦,低温焦中As、Cd、Co、Cr、Cu、Hg、Pb、Se、Zn具有较高的相对富集系数。底渣中大部分痕量元素(As、Cd、Co、Cu、Mg、Ni、Pb、Se)的相对富集系数随着气化温度的升高而减小。

LNG气化温度对船用天然气/柴油双燃料发动机燃烧排放的影响

为了获得液化天然气(LNG)气化温度对船用天然气/柴油双燃料发动机性能的影响规律,简述了船用天然气/柴油双燃料发动机CH4排放过高的原因与措施,对双燃料发动机按推进特性在25%,50%,75%,100%负荷下燃用20oC气化温度下的LNG进行了试验,获得了数值模拟的初始条件及排放数据,并通过数值模拟的方法就不同LNG气化温度对发动机缸内湍流强度,近壁温度,燃烧过程,以及排放产物的影响进行了研究。结果显示,试验测量的压力及排放数据与对应的数值模拟结果较为一致。LNG气化温度降低,引起缸内平均湍流动能峰值上升,近壁区域的对流换热系数增大,近壁温度升高,改善了燃烧效果,有利于降低CH4和CO2的排放,同时NO降低22%,碳烟排放量降低67%。

流化床气化炉固体物料气化温度的浅析

本文对流化床气化炉气化过程中的温度特性及对其影响的主要因素作了初步分析,得出了气化过程中温度的可控区域。通过设定最简单的空气气化和空气——水蒸汽气化模型的计算,给出了温度区域的计算方法。 本文提出的温度区域理论可为流化床自动化控制和操作提供重要的依据,实际流化床温度区域可根据实际气化模型和条件类似地确定或修正。

硫粉气化温度对制备WS2薄膜的影响

采用熔融盐辅助化学气相沉积(CVD)法在蓝宝石(Al_2O_3)衬底上制备WS_2薄膜,改变硫粉的气化温度(750~800℃),探寻其对WS_2薄膜生长的影响,为制备出大面积WS_2薄膜提供理论依据。采用光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和拉曼(Raman)光谱对WS_2薄膜的形貌、结晶性和厚度进行分析。800℃时,WS_2薄膜平均边长可达310μm,Raman特征峰的波数差为64.60 cm~(-1)(单层)。随着硫粉气化温度的升高,WS_2薄膜的生长经历了形貌及尺寸的转变,这表明在沉积过程中,硫粉引入时机对WS_2薄膜的形核、生长至关重要,适当的气化温度可以制备出尺寸较大、结晶性能良好的WS_2薄膜。

粗合成气甲烷含量与水煤浆气化温度关系初探

用ＡＳＰＥＮＰＬＵＳ对高压水煤浆气化过程做了模拟计算，得到不同气化温度下的粗合成气中甲烷含量，为实际生产中间接预测气化炉温度提供参考。

煤气发生炉气化温度浅析

国内许多玻璃厂使用发生炉煤气为燃料 ,本文通过分析发生炉煤气的工艺原理和生产过程 ,简要论述了气化温度对提质降耗的影响 ,认为气化温度太低或太高不利于提质降耗。

褐煤气化温度计算与煤烧嘴改造研究及应用

利用Shell褐煤气化平衡模型对大唐煤制烯烃项目Shell气化炉温度进行模拟计算,修订专利商计算温度,使气化炉操作温度更为精准;用CFD模拟渣口流体情况,实施1#炉烧嘴角度的改造。

考虑气化温度动态变化的选择性光热解模型

提出了考虑组织气化温度动态变化的选择性光热解(SP)光热作用新模型,模型包括模拟激光能量在组织内分布规律的基于网格的三维Monte Carlo模拟方法,计算组织内温度分布的考虑组织热物性参数和气化温度动态变化的三维Pennes生物传热方程,以及计算组织热损伤程度的Arrhenius方程3个部分。研究表明,滞留水蒸气系数k对结果有很大影响。k=0,0.022,0.18和1时的动态气化温度SP模型的数值结果分别接近于恒定100℃气化温度SP模型、恒定110℃气化温度SP模型、恒定130℃气化温度SP模型和不考虑气化影响的SP模型。

焦炭气化反应温度及其对高炉冶炼影响的研究

为比较在相同条件下焦炭的反应性及反应后强度,本文作者提出了测定焦炭气化反应温度的必要性和一种测定方法,并对14个钢铁厂焦炭气化反应温度进行了初步研究,分析了气化反应温度对高炉冶炼的影响,同时还研究了增碱1%左右时对焦炭性能的影响。

典型生物质及木质素水蒸气气化制富氢合成气的试验研究

选取稻壳、木屑、小麦秸秆及玉米秸秆四种典型生物质及木质素,以管式炉为反应器,将每种实验样品3 g放入陶瓷方舟,通入0.4 MP、150℃的水蒸气,流量为3 g/min,选取550℃、650℃、750℃、850℃、950℃进行水蒸气气化实验,探究典型生物质水蒸气气化产物、热值及固体转化率随温度变化规律。实验结果表明:木屑产生H 2含量在750℃可达60.17%。提高水蒸气气化温度可以有效降低CH 4含量,提高H 2的体积分数。在实际工程应用时,如果要获得较高的氢气纯度,温度至少在750℃以上;如果使可燃气含量最高时,建议将温度控制在750℃左右。

温度对城市生活垃圾气化的影响研究——以餐厨垃圾中的典型组分米饭为例

垃圾气化是近年发展起来的一种垃圾处理技术,它能够降低二噁英排放量和重金属污染,同时具有无害化、减容化及资源化等优点,因此,成为最具潜力的焚烧处理替代技术。利用自行搭建的管式炉实验平台,每次选取0.1g生活垃圾中的典型组分——米饭为研究对象,探讨其在400℃、500℃、600℃、700℃、750℃、800℃、900℃及1000℃等8个温度下气化时所产生CO、H2、SO2以及NO的规律,研究表明:最佳气化温度为750℃,与其他气化温度相比较,750℃下米饭气化所得的可燃气CO与H2最多,分别可达常压下的29.615mL与7.243mL;而污染气体SO2与NO则相对较少,分别为常压下的0.054mL与0.127mL。该研究成果能为垃圾气化炉的优化运行提供一定的理论参考。

科林CCG气化炉温度影响因素分析和判断控制方法

通过分析煤种的灰熔点,灰分含量,灰渣的流动特性,水氧比等因素来说明这些因素是怎么影响科林炉的气化温度和操作温度。当操作温度越接近气化温度时,气化效率就越高。通过分析科林炉炉温的判断方式,如水冷壁热通量、水冷壁废热锅炉的副产蒸汽、渣样、渣口压差以及合成气中CH_(4)和CO_(2)的含量,进而得出科林炉炉温的控制方法有改变氧煤比,改变水氧比,调整煤种,增加助剂等方法。

传统有机固体废弃物气化制氢技术研究进展

综述了有机固体废弃物采用传统气化制氢技术的研究现状,详细分析了气化介质、气化温度、催化剂3个主要因素对制氢效果的影响,通过作用机理分析及总结应用过程中存在的优缺点,有针对性地提出了该技术存在的技术弊端,并指出未来该技术应从机理性探究、开发高性能复合催化剂/特殊结构催化剂、与煤共气化制氢技术开发及与其他新型气化制氢技术耦合四方面发展,以更好地促进技术的工业化应用。

造气炉气化层温度测量系统的辨识与实时仿真

造气炉气化层温度测量系统的辨识与实时仿真杨先麟ＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄＲｅａｌ－ＴｉｍｅＥｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＧａｓＰｒｏｄｕｃｅｒｓＧａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎＬａｙｅｒＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅＭｅａｓｕｒｉｎｇＳｙｓｔｅｍ￥ＹａｎｇＸｉａｎｌ...

H_(2)O/空气气氛下碳酸钙催化煤气化特性的研究

为改善煤的气化特性,在常压中试固定床上,研究了H2O/空气气氛下CaCO_(3)催化剂与石嘴山煤共气化的产气特性,并采用SEM和XRD对原煤和残焦进行表征。结果表明:气化温度800℃,当CaCO_(3)负载质量分数为2%时,H2和CO生成量最高,分别占煤气组分体积分数的41.98%和26.66%,煤气热值最大,为9.05 MJ/m3;与原煤相比,添加CaCO_(3)可使煤气化温度降低约50℃;气化后的残焦中出现了CaCO_(3)、微弱的CaS、钙长石,表明CaCO_(3)有一定的固硫作用,由于残焦表面的CaCO_(3)有团聚现象,分散性较差,导致其催化效果较弱。

澳矿含量对非焦煤含铁型焦气化反应温度的影响

为降低高炉CO2排放,研制新型焦炭并扩大高炉用煤的适用范围,本研究以神府非焦煤和澳矿粉为原料,经破碎、筛分、混合、热压成型,焦化后制备出不同澳矿粉含量的CIC(含铁型焦)试样。用OM、X射线衍射仪和热重分析仪测定CIC焦化前、后的结果,分析了澳矿含量对CIC微观组织和气化反应起始温度的影响。结果表明,热压成型后煤粉和澳矿粉紧密接合,焦化后CIC中出现Fe3O4、FeO和Fe等相;Fe原子的数量随澳矿粉含量的增加而增加;CIC气化起始温度从787.5℃降低到665.3℃,这是因为Fe的催化作用降低了碳气化反应活化能。利用该CIC可降低焦比,并把高炉蓄热带(700～900℃)的CO2浓度降低34%左右。

生活垃圾与生物质共热解气化过程的模拟及优化

基于Aspen Plus平台,从热平衡角度出发,结合Gibbs自由能最小化原理,模拟了生活垃圾与生物质共热解气化工艺。利用实验数据与模拟结果比较,证明了该模型可用于共气化特性预测。进一步进行了灵敏度分析,研究了不同操作条件对共气化特性的影响,结果表明:生活垃圾占比减小,气体热值和干气产率降低,气化效率提高;气化温度在750℃以前对模拟结果影响很大;水蒸气流量在0.1 kg·h−1 时气化效率最高;氧气流量增加对模拟结果产生负面影响。通过总结各指标变化规律,得到了适宜的操作条件:原料混合比例取50:50,气化温度取750℃,水蒸气流量取0.1 kg·h−1 ,氧气流量取0.005 kg·h−1 。在该条件下运行模拟,优化了模拟结果:合成气中H2为54.43%,CO为33.23%,CO2为11.77%,CH4为0.57%,低位热值为10.27 MJ·Nm−3 ,干气产率为1.26 N m3 ·kg−1 ,气化效率为70.10%。

壳牌气化炉热负荷用于控制反应温度的论析

提出了通过气化炉热负荷的变化,控制壳牌气化炉内气化反应温度的新思路。论述了气化炉热负荷的计算方法及其用于控制气化炉反应温度的优势;通过生产运行数据,对比了不同参数变化对气化炉热负荷和蒸汽产量的影响;结果表明,气化炉热负荷参数能够更真实地反映气化炉的操作状态。

AMP含量对神府低发热值煤(Ⅲ)制备的含铁型焦气化反应起始温度的影响

为减少CO2排放量对人类生存和发展造成的不利影响,在前人研究的基础上,以神府低发热值煤(Ⅲ)和澳矿粉(AMP)为原料,以沥青为粘结剂,用热压成型法制备出不同澳矿含量的含铁型焦(CIC)。用SEM-EDS、X射线衍射仪和热重分析仪测定含铁型煤和CIC试样的微观组织、物相和气化反应起始温度等,研究AMP含量对CIC化学性能的影响及其反应机理。结果表明,CIC中的Fe原子量、气孔数量和尺寸随AMP含量增加而增加;CIC气化起始温度随AMP含量增加而降低,从936.5℃逐渐降低到876.3℃。为高炉炼铁实现节焦节能提供一定的实验基础。