生物质气化技术综合台的设计与探索

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生物质气化技术的研究现状

生物质气化技术的研究现状

生物质气化技术的研究现状生物质气化技术是指利用生物质作为原料进行热化学反应,产生可燃气体的技术。

随着能源需求不断增长和环境保护意识的提高,生物质气化技术在能源领域备受关注。

本文将探讨生物质气化技术的研究现状,包括技术原理、应用领域、关键技术和发展趋势等方面。

一、技术原理生物质气化技术是指将生物质原料经过干燥、预处理后,在高温、缺氧条件下进行热化学反应,生成可燃气体的过程。

生物质气化反应主要包括干馏过程、气相反应和固相反应。

在干馏过程中,生物质原料中的挥发性成分被释放出来;在气相反应中,挥发性成分被热裂解生成可燃气体和液体产物;在固相反应中,生物质原料中的部分固体成分被气化生成可燃气体。

生物质气化技术主要包括固定床气化、流化床气化、旋转炉气化、等离子体气化等多种形式。

二、应用领域生物质气化技术可以将生物质资源转化为可再生能源,具有广泛的应用领域。

生物质气化气体可以作为工业原料,用于燃烧、制氢、合成甲醇等化工生产过程。

生物质气化气体可以替代天然气和石油,用于发电、供热和燃料替代等能源领域。

生物质气化技术还可以将农林废弃物转化为能源资源,减少环境污染和温室气体排放,具有重要的环保意义。

三、关键技术生物质气化技术在应用过程中面临着一些关键技术挑战。

生物质气化过程中存在着高温、高压、气固两相流动等复杂的传热传质过程,需要进行流场模拟和反应动力学研究,以提高反应效率和产物质量。

生物质气化产生的气体组分复杂,含有大量的固体颗粒和焦油物质,需要进行气体净化和能量回收技术研究,以提高气体利用效率和减少环境污染。

生物质气化技术还需要进行原料预处理和气化催化剂研究,以降低生物质气化温度和提高反应速率,提高工艺经济性和可操作性。

四、研究现状生物质气化技术的研究现状主要包括技术改进、工艺优化和应用拓展等方面。

目前,国内外学术界和工业界在固定床气化、流化床气化、等离子体气化等领域开展了大量的研究工作,取得了一些重要的成果。

生物质气化技术综合实验台的设计与探索

生物质气化技术综合实验台的设计与探索
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尘灰随 之 落 下来 ,达 到 冷却 和净
化 的 目的。 综合 实验 台用在试 验室的教 学和科研 上 , 不 需 要长 时 间运行 ,因此 没采 用冷却 循环水 系统 。做完 相 关灾验 之后 可以排净 喷淋塔 内的喷 淋水 ,等下次 试 验时重新 注入常温 洁净水 。
份 的仪 器一一 气相色谱 检测仪 ,帮 助实验 者分析 出气 体组 分和混 合 气体热值 的变化 。这些 变化 经专用 计算 机软 件处理 ,经显示 器显示 。
在生物 质气化 实验 中通过 电脑显示 器显示的 界面
分 别有 :
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生物 质气化反应是 在特定 气化剂 条件下 的复杂而 多向
化学 反应的总 和。要分析和 正确反映 生物质气化 反应的机 理 ,并 对 气化 反应的全过程 进行控制 ,需要一 套完 备的综
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在 生物 质 气化 反应实验过 程 中 要 随时分析 和掌握生 物质气化 混合 气体的成份 ,并根据 成份的变 化计 算 出每个时 间段的生物 质气化混 合

空气
生物 质
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生物质气化技术的应用案例与分析

生物质气化技术的应用案例与分析

生物质气化技术的应用案例与分析随着全球能源需求的不断增长和对环境保护的日益重视,生物质气化技术作为一种可再生能源利用方式,正逐渐受到广泛关注。

生物质气化是指将生物质原料(如木材、农作物秸秆、废弃物等)在一定的温度和压力条件下,通过热化学转化过程,将其转化为可燃气体的技术。

这种技术不仅可以实现生物质资源的高效利用,还能减少对传统化石能源的依赖,降低温室气体排放,具有重要的经济和环境意义。

一、生物质气化技术的原理与特点生物质气化的基本原理是在缺氧或有限氧气供应的条件下,生物质原料发生热解和部分氧化反应,生成含有一氧化碳、氢气、甲烷等成分的合成气。

其主要反应包括热解反应、燃烧反应和还原反应。

生物质气化技术具有以下几个显著特点:1、原料来源广泛:包括各种农业废弃物、林业剩余物、城市生活垃圾等,资源丰富且可再生。

2、能源转化效率较高:相比直接燃烧,气化过程能够更有效地释放生物质中的能量。

3、环境友好:减少了二氧化碳、二氧化硫等污染物的排放。

4、应用灵活:所产生的合成气可用于发电、供热、生产化学品等多种领域。

二、应用案例(一)生物质气化发电在_____地区,建设了一座以生物质气化技术为核心的发电厂。

该发电厂以当地丰富的农作物秸秆和林业废弃物为原料,通过气化炉将生物质转化为合成气,然后利用燃气轮机进行发电。

这座发电厂的装机容量达到了_____兆瓦,年发电量约为_____千瓦时。

与传统的燃煤发电相比,每年可减少二氧化碳排放_____吨,二氧化硫排放_____吨。

同时,该项目还为当地农民提供了额外的收入来源,促进了农业废弃物的资源化利用。

(二)生物质气化供热在_____工业园区,采用了生物质气化供热系统。

该系统以园区周边的木材加工剩余物为燃料,通过气化设备产生合成气,然后将其输送到热交换器中为园区内的企业提供热能。

该供热系统的供热能力达到了_____兆瓦,满足了园区内_____家企业的生产用热需求。

通过使用生物质气化供热,园区内的企业每年可节省能源成本约_____%,同时减少了对传统化石能源的依赖,降低了环境污染。

生物质气化技术综合台的设计与探索

生物质气化技术综合台的设计与探索

生物质气化技术综合实验台的设计与探索崔亨哲宋秋任永志赵永辽宁省能源研究所 115000关键词:生物质气化技术,热化学反应,综合实验台,生物质气化利用,气化反应前言:生物质气化反应是,在特定气化剂条件下的复杂而多向化学反应的总和.要分析和正确反映生物质气化反应的机理,并对气化反应的全过程进行控制,需要一套完备的综合实验台设备.综合实验台的可控性和完备性直接影响到,对生物质气化反应过程机理分析的正确性和准确性.这要求生物质综合实验台不但具备良好的可控性能之外,还要具备瞬时数据采集功能;并能将采集到的各个数据传输到计算机中进行数据处理和分析.本文通过首台生物质实验台的设计和制造并实际运行测试,得出了初步的设计理论。

1.实验台的工艺设计方案 :生物质气化综合实验台的气化产气系统工艺与目前正通用的实际秸秆气化应用领域中传统工艺系统基本相同,既应具备气化器、净化器、过滤器、鼓风机等基本设备单元.但做为综合实验台,在这基础上又要具备一套可靠完整的数据采集系统.这两个系统组成一个完整的生物质综合实验台的总工艺系统,生物质气化综合实验台的具体工艺流程如下图所示.工艺流程图根据实验台主要应用于教学和科研实验的实际情况和以往气化装置的设计经验,设计中首先确定了:实验台产气能力在55m3/h~20 m3/h范围并有较好可控性的气化产气系统的设计方案,并适用的气化原料是生物质颗粒或块状的原料,气化剂是空气.按照此方案,设计出相应的气化炉,并围绕气化炉配齐相适应的净化设备和鼓风机及可控软硬件.1.气化产气系统的设计:在整套气化产气系统中,气化炉的性能直接影响整个气化产气系统的稳定可靠运行。

本套实验台的气化产气系统工艺采用的是下吸式结构的气化炉.下吸式气化炉的结构特性,为了从气化反应核心过程中降低气化产气中的焦油含量提供了保障.因为气态下的焦油成分在较高的温度条件下,吸热反应之后可以进行再次裂解.从下吸式气化炉的结构来看,热解层和还原层分别位于其燃烧层上下部,这样在燃烧时产生的高温CO2和热解层产生的混合气体都要经过高温区的燃烧层和炽热的碳层(还原层),为焦油成分的再次热解提供了高温环境和热源保障.同时,要提高气化效率和保证气化过程的稳定进行,必须有源源不断的充足的热源,在有限的空间内要产生足够量的热量,燃烧层附近的气化物料必须与气化剂(空气)充分接触和混合.这要求气化炉的喉管区要形成合理的空气流动场,有助于各反应层的形成.根据这些因素和要求,在气化炉的设计中采用了空气喷嘴轴线相切与特定半径的虚拟圆─这种独特的配风方式.这种配风方式从结构上保证了空气与气化物料的充分接触.在这基础上,在气化炉的空气入口管上配备了孔板流量计和控制阀,这样既能监控进入气化炉的空气流量,又能监控不同工况条件下所需要的单位空气流量.为了监控整个气化过程中的气化反应速度,在气化炉的底部安装了电子显示称;同时要监控各个反应区域的温度变化,在每个反应层附近设置了耐高温的热电偶,从而在整个气化炉结构设计选型和针对监控气化反应过程的控件利用,为了此生物质综合实验台的稳定可靠运行提供了有力的理论基础和结构上的保证.经过计算和经验推算,本套生物质气化综合实验台采用的下吸式生物质气化炉主要设计参数如下表:,因此完全可以取消单独的除尘设备.在本次综合实验台的设计中只采用了水喷淋净化设备,将密闭容器内的水通过水泵打入到特定的喷淋水室,高压后的喷淋水经喷淋水系上的各个喷嘴高速喷下,形成雾状的高速水珠.高速流下来的水珠与从下往上走的生物质气化混合气进行充分接触,同时生物质气化混合气体中的粉尘和微小颗粒状的碳和粉尘灰与水珠接触之后落下来,依此达到冷却和净化的目的.综合实验台的用途在试验室的教学和科研上,所以每必要长时间运行系统,因此没采用冷却循环水系统。

生物质气化技术的研究现状

生物质气化技术的研究现状

生物质气化技术的研究现状生物质气化技术是指将生物质材料通过热解、气化等过程转化为可燃气体的技术。

随着全球能源危机和环境污染问题的日益严重,生物质气化技术被认为是一种可替代化石燃料的重要途径,并且具有较低的环境污染和碳排放特点。

目前,生物质气化技术已经取得了一定的研究进展,以下将对其研究现状进行介绍。

生物质气化技术的研究重点主要集中在反应机理和气化过程的优化上。

研究人员通过实验室试验和数值模拟等方法,探究了生物质气化的基本反应机理和热力学特性,提出了一系列改善气化过程效率的方法,如提高反应温度、调节反应介质等。

还有一些研究关注如何降低气化过程中的废弃物生成,提高气体产率和气体质量。

生物质气化技术的研究还涉及到气化产物的后续处理及利用。

在气化过程中产生的气体主要包括一氧化碳、氢气、甲烷等,并伴随着一定量的杂质和灰分。

研究人员通过各种物理化学方法对气化产物进行处理和净化,以提高其利用价值。

利用吸附、催化等技术将气化产物中的杂质去除,提高气体的纯度;利用气体中的一氧化碳和氢气进行合成气、液体燃料等的制备。

生物质气化技术的研究还关注了生物质气化装置的设计和工艺改进。

为了实现生物质气化工艺的工业化应用,研究人员尝试开发出一系列高效、稳定的生物质气化装置,并进行了装置实验研究。

目前,生物质气化技术已经分为固定床气化、流化床气化、旋风床气化等不同类型,各类型气化装置具有不同的特点和适用范围。

研究人员通过优化反应器结构、改进供料方式等手段,提高生物质气化过程的稳定性和产气效率。

生物质气化技术的研究还涉及到经济性和环境影响方面的问题。

由于生物质气化技术在工业化过程中仍存在较高的成本,研究人员不仅关注生物质气化技术本身的经济性,还探索了如何降低生物质气化的成本和提高其竞争力的途径。

与此研究人员还对生物质气化技术的环境影响进行了评估,以确保生物质气化技术在实际应用中不会给环境带来过多的负面影响。

生物质气化技术的研究正在不断深入,已经取得了一系列重要的研究进展。

生物质气化技术的研究与应用

生物质气化技术的研究与应用

生物质气化技术的研究与应用一、引言随着能源需求的不断增加以及环境保护的迫切需要,生物质气化技术已成为近年来国内外广泛研究的热点。

本文将从生物质气化技术的原理、研究进展以及应用方面进行阐述。

二、生物质气化技术的原理生物质气化技术是将生物质原料进行分解、转化和合成,生成气体燃料的一种方法。

从原理上来讲,生物质气化技术可以分为四个主要步骤:预处理、气化反应、气体净化和利用。

1.预处理生物质预处理是指在生物质气化前对原料进行物理、化学或生物学上的加工处理,以便更好地进行气化反应。

预处理的目的是将生物质经过加工后变成较为均匀的物料,提高其物料的可流动性和导热性,从而达到更好的气化效果。

2.气化反应生物质气化反应是将气化物料在高温、低氧气体条件下进行制气化学反应,产生气体燃料。

生物质气化反应主要包括干式气化和湿式气化两种。

干式气化是指在高温情况下,将生物质原料在缺氧的环境中尽量完全转化成气体。

该方法的优点在于生物质的水分含量可以很低,操作简单易行,清洁高效,特别适合大规模生产。

缺点是,气化产物中含有大量的焦油和灰分,需要进一步净化处理。

湿式气化则是指在高温高压的条件下,将水蒸气与生物质原料反应,产生气体燃料。

相对于干式气化,湿式气化需要控制水分含量,而且操作难度更大,但灰分和焦油的含量比较少。

3.气体净化气体净化是指对生物质气化反应产生的气体进行过滤、去除灰尘、硫化物、有毒有害物质和其他杂质等,以便产生纯净的燃气,满足特定的燃烧要求。

常见的气体净化技术包括电除尘法、吸附法、捕集法、过滤法、膜处理法等。

4.利用生物质气化产生的气体可以用于提供热量或做为燃料,同时还可以通过适当的改造,将气体转化成其他高附加值的产品,如合成气、合成油、合成酯等。

三、生物质气化技术的研究进展随着气候变化和能源危机的加剧,生物质气化技术已成为当前能源研究和开发的关键技术之一。

目前国内外已有大量的相关研究成果。

1.国外研究发达国家在生物质气化技术研究方面取得了一定的成果。

生物质气化技术的研究与开发

生物质气化技术的研究与开发

生物质气化技术的研究与开发随着社会的不断发展和环境污染的加剧,人们对清洁能源的需求越来越大。

其中,生物质能作为一种重要的清洁能源备受关注。

而生物质气化技术则是生物质能利用的重要形式之一,随着其技术的不断研究和开发,它的应用范围也越来越广泛。

一、生物质气化技术的定义与原理生物质气化技术是将生物质能转化为可燃气体或液态燃料的过程。

它通过高温、高压下,将水蒸气与生物质进行反应,产生一系列的气体,主要包括一氧化碳、氢气、甲烷等。

这些气体可以直接用于发电、供暖或者化学工业等领域,也可以通过多种方式进一步加工,如制取氢气、合成甲醇、制造合成气等。

其原理是在高温、高压下,将生物质加热至一定温度,使其分解成为可燃性气体。

生物质气化技术可以将生物质转化为高能量气体,从而有效地利用生物质资源,减少环境污染,实现清洁能源的发展。

二、生物质气化技术的技术路线目前,生物质气化技术主要有气体化和液化两种形式,其中气体化技术更为成熟,应用范围也更广泛。

1.生物质气化技术的气体化路线气体化路线是目前主流的生物质气化技术路线,其主要步骤包括:原料预处理、气化反应、气体加工和气体利用四个环节。

第一步,原料预处理:将生物质原材料进行处理,去除不必要的杂质,将其打碎、干燥、调湿,将其制成合适的颗粒度和湿度,以便后续气化反应进行。

第二步,气化反应:将经过预处理的生物质原材料送入气化室中,在高温、高压下进行气化反应。

气化反应可分为直接气化和间接气化两种方式。

直接气化是将生物质原材料直接送入反应室中进行低温热解反应,将产生的气体与炭黑分离。

间接气化是将生物质原材料转化为污泥状物后送入反应室进行高温气化反应,然后在气化室中进行氧气燃烧,产生高温高压的气体。

第三步,气体加工:将气化反应产生的气体送入气体加工系统中进行脱硫、净化、干燥、压缩等处理,达到纯度和压力要求,以便后续利用或交付使用。

第四步,气体利用:将处理好的气体用于发电、供热、工业燃气或者化学原料等领域。

生物质气化技术的研究现状

生物质气化技术的研究现状

生物质气化技术的研究现状生物质气化技术是一种利用生物质原料,通过热解或部分氧化反应,将生物质转化为可燃气体的技术。

这种技术具有环保、可再生等优点,因此在能源领域备受关注。

本文将对生物质气化技术的研究现状进行介绍,并探讨其在能源领域的应用前景。

目前,生物质气化技术的研究已经取得了一定的进展。

在气化原理方面,学者们对生物质气化的反应机理进行了深入研究,揭示了生物质气化过程中的热解、部分氧化和还原反应等基本原理。

在反应设备方面,已经开发出了多种不同类型的生物质气化装置,包括固定床气化炉、流化床气化炉、旋转窑气化炉等。

这些设备在实验室和工业中得到了广泛应用,为生物质气化技术的研究和开发提供了技术支持。

与此生物质气化技术在能源领域的应用也逐渐得到了重视。

生物质气化可以生产出一种称为生物质气的可燃气体,其中主要成分为一氧化碳、氢气和甲烷等,可以作为燃料直接供给燃气锅炉、内燃机等能源设备使用。

生物质气化还可以通过一系列气体净化和转化工艺,生产出合成天然气(SNG)、合成液体燃料(GTL)等产品,用于替代传统石油天然气产品。

生物质气化技术仍然面临一些挑战和问题。

生物质气化过程中产生的气体含有一定量的杂质和灰分,需要进行气体净化和除灰处理,以满足燃气的质量要求。

生物质气化装置的设计和运行参数对气化产物的组成和产量有着重要影响,需要进一步优化和改进。

生物质气化技术的经济性和可持续性也需要进一步研究和评估。

为了进一步推动生物质气化技术的发展,未来的研究方向可以从以下几个方面展开。

需要进一步深入了解生物质气化的反应机理和气化产物的特性,为气化过程的优化设计提供科学依据。

可以通过改进气化反应设备和工艺参数,提高气化产物的质量和产量,降低气化过程的能耗和成本。

还可以结合生物质气化技术与其他能源利用技术,如焚烧、气体化和发酵等,形成多能互补的能源利用系统,提高生物质资源的综合利用效率。

生物质气化技术是一种具有广阔应用前景的能源转化技术,通过不断的研究和改进,相信生物质气化技术将能够更好地为我国的能源结构调整和节能减排工作做出贡献。

户用型上吸式生物质气化炉的设计

户用型上吸式生物质气化炉的设计

户用型上吸式生物质气化炉的设计上吸式生物质气化炉是一种将生物质燃料转化为可燃气体的设备,广泛用于热能利用和发电系统中。

设计一个高效可靠的上吸式生物质气化炉,需要考虑以下几个方面。

首先,设计一个合适的炉膛结构。

炉膛是气化反应的主要区域,炉膛结构的合理设计能够提高生物质的气化效率和燃烧效果。

合理选择炉膛的尺寸和形状,使其能够充分利用反应床体积,提高气化效率。

另外,应考虑炉膛的材料选择,确保其耐高温和耐腐蚀性能,以及设计合理的进气和出气口。

其次,设计一个高效的气化反应床。

反应床是生物质气化反应的核心部分,通过调整反应床的形状和材料,可以提高气化效率。

常用的反应床材料有陶瓷、耐火材料、碳纤维等,选择合适的反应床材料能够提高反应床的耐高温性能和传热效率。

此外,反应床的形状也应适当设计,以便增加生物质和气体之间的接触面积,提高气化效率。

再次,设计一个有效的气体分离装置。

气体分离装置的设计可以有效地从气化产物中分离出可燃气体。

常见的气体分离装置有精制净化器、过滤器和冷却器等。

精制净化器可以去除气体中的灰尘和颗粒物,过滤器可以去除气体中的杂质和高分子化合物,冷却器可以将气体冷却到安全温度以便储存和利用。

最后,设计一个完善的安全控制系统。

生物质气化过程中产生的气体具有一定的危险性,因此设计一个完善的安全控制系统非常重要。

安全控制系统应包括气体泄漏监测和报警装置、过温保护装置和防爆装置等。

此外,还应设置完善的操作控制系统,以便对气化炉的运行进行实时监测和控制。

综上所述,设计一个高效可靠的上吸式生物质气化炉需要考虑炉膛结构、气化反应床、气体分离装置和安全控制系统等方面。

通过合理的设计和选择,可以提高气化炉的气化效率和燃烧效果,实现对生物质资源的高效利用。

生物质气化原理及设备浅析

生物质气化原理及设备浅析

生物质气化原理及设备浅析摘要:生物质作为一种可再生的洁净能源,其气化技术得到大力发展。

本文对生物质气化的基本原理及气化工艺类型进行了简要介绍,同时阐述了主要气化炉类型的工作原理及优缺点,如固定床原料适应性广,但难以大型化,流化床气化效率高但结构复杂;并对气化炉的特性进行浅析,对生物质气化工程的设计及运行具有指导意义。

引言随着全球的能源危机及生态环境的破坏日趋严重,生物质作为一种可再生的洁净能源,仅次于石油、煤炭、天然气的第四大资源,引起人们的高度重视。

生物质气化技术不仅可以供气和发电,而且还可以用于合成甲醇和氨,具有充分的技术灵活性,较好的洁净性,较高的经济性,且效率高,全球各国都在积极推进生物质气化技术的研究。

1生物质气化原理生物质气化是一个较多复杂的反应的集合,从宏观来说,都可分为干燥、热解、氧化(燃烧)和还原四个反应阶段。

干燥是个简单的物理过程,主要发生在100~150℃之间,整个过程需要吸收大量的热。

当温度达到15℃以上,生物质开始发生热解,析出挥发分,留下木炭,构成进一步反应的床层。

生物质热解的气体产物有CO、CO2、CH4、H2等,会与氧气发生氧化反应(燃烧),发出大量的热,为干燥、热解和还原反应提供足够热量,维持整个气化过程的持续性。

氧化反应(燃烧)产生的水蒸气和CO2等会与碳反应生成H2和CO,从而完成固体燃料向气体燃料的转变,此过程为还原反应(吸热反应),温度越高,反应越激烈,当温度低于800℃后反应基本处于停滞状态。

2固定床气化炉固定床气化炉中,生物质燃料经历干燥、热解、氧化(燃烧)和还原后转化成可燃气体。

根据气化剂供给位置和流过燃料层的顺序,有上吸式、下吸式、横吸式和开心式,主要使用前两种气化炉。

2.1上吸式气化炉上吸式气化炉反应层由上到下依次为干燥层、热解层、还原层和氧化层。

生物质从顶部加入气化炉中,首先被燃气加热干燥,然后受热发生热解,析出大量挥发分,固体炭依次进人下方的还原层和氧化层。

生物质气化技术的研究现状

生物质气化技术的研究现状

生物质气化技术的研究现状生物质气化技术是一种将生物质材料转化为可燃气体的技术,它是一种重要的可再生能源利用方式,可以有效地利用农林废弃物和城市垃圾等可再生资源,具有广阔的应用前景。

随着能源问题的日益严重和环境污染的日益加剧,生物质气化技术越来越受到人们的重视和关注。

本文将对生物质气化技术的研究现状进行分析和总结,以期为相关研究提供一定的参考价值。

一、生物质气化技术的原理生物质气化技术是通过热解、气化和催化等过程将生物质材料转化为可燃气体。

在气化过程中,生物质经过高温热解生成一系列气体产物,主要包括一氧化碳、二氧化碳、氢气、甲烷、一氧化氮等。

生物质气化的主要原理是通过铁、镍等金属氧化物的还原反应,将生物质中的碳、氢等元素转化为可燃气体,同时生成一定量的焦炭和灰渣。

生物质气化技术具有高能效、低污染、资源广泛等优点,因此备受关注。

1. 研究内容近年来,国内外对生物质气化技术进行了广泛而深入的研究。

在生物质气化技术的研究内容方面,主要包括气化过程的动力学研究、气化反应机理的研究、催化剂的研究、气化设备的改进等方面。

气化反应机理的研究对于提高气化效率和减少气化参数对环境的影响具有重要意义。

研究人员还对生物质气化过程中的焦炭生成机理进行了深入探讨,以期减少焦炭生成对气化设备的影响,提高资源利用率。

2. 技术改进在生物质气化技术的研究中,技术改进是一个重要的方向。

研究人员通过改进气化反应器结构和提高气化温度,有效地提高了气化效率和气化产气的热值。

通过引入先进的气化设备,如旋转流化床气化技术、离心气化技术等,使得生物质气化技术在规模化应用中更加灵活和高效。

研究人员还进行了生物质气化过程中的气体清洁技术研究,以期减少气化产气中的一氧化碳、烟尘等有害气体的排放,保护环境。

3. 材料选择生物质气化技术的研究中,材料选择是一个重要的环节。

近年来,研究人员广泛地开展了各种生物质材料的气化性能研究,以期找到更适合气化利用的生物质材料。

生物质气化炉优化设计及原料的试验研究

生物质气化炉优化设计及原料的试验研究

生物质气化炉优化设计及原料的试验研究生物质气化炉优化设计及原料的试验研究摘要由于生物质能具有储量大、环境友好等特点,生物质气化技术尤其是户用型生物质气化炉有相当的应用研究价值。

在了解了国内外生物质气化炉发展水平的基础上,分析比较各类型生物质气化炉设计的优缺点,提出针对相应缺陷的解决方案,并分析研究改进型生物质气化炉对各种原料的适应性。

关键词户用型;生物质;气化炉;环境友好;原料比较1 引言人类正面临着发展与环境友好的双重压力。

经济社会的发展以能源为重要动力,经济越发展,能源消耗越多,尤其是化石燃料消费的增加,就有两个突出问题摆在我们面前:一是造成环境污染日益严重,二是地球上现存的化石燃料经不起无休止的消耗。

生物质能是由植物的光合作用固定于地球上的太阳能,通常包括农业废弃物、木材及森林工业废弃物、禽畜粪便、城镇生活垃圾以及能源作物等,最有可能成为21世纪主要的新能源之一。

生物质能具有以下特点:(1)属于可再生能源,可保证能源的继续利用;(2)种类多而分布广,便于就地取材,利用形式多样;(3)相关技术已经成熟,可贮存性好;(4)节能、环保效果好。

通过生物质能转换技术可以高效地利用生物质能源.生产各种清洁燃料,替代煤炭,石油和天然气等燃料,生产电力。

而减少对矿物能源的依赖,保护国家能源资源,减轻能源消费给环境造成的污染。

专家认为,生物质能源将成为未来持续能源重要部分,到2015年,全球总能耗将有40%来自生物质能源[1-2]。

2 生物质能气化技术的应用前景我国是一个农业大国,每年产生农作物秸秆8.7亿t,其中2.8亿t 用于能源消费,占农村能源消费总量的70%[3]。

在我国农村地区,仅秸秆等农林生物质废弃物资源量就有7×lOe8t/a,相当于3.1×lOe8t标准煤[4]。

大量秸秆的废弃和焚烧现象已持续多年。

合理有效地利用这些资源,是一件利国利民、具很大社会、经济、生态效益的大事。

生物质颗粒气化-内燃机联合供暖系统设计与优化

生物质颗粒气化-内燃机联合供暖系统设计与优化

生物质颗粒气化-内燃机联合供暖系统设计与优化1. 背景介绍生物质颗粒气化-内燃机联合供暖系统是一种利用生物质颗粒作为燃料进行气化产生燃气,再通过内燃机发电、热电联产的一种清洁高效供暖方式。

随着能源环境问题的日益严峻,生物质颗粒气化-内燃机联合供暖系统逐渐受到人们的重视,其应用也在不断扩大。

2. 系统工作原理生物质颗粒气化-内燃机联合供暖系统的工作原理是将生物质颗粒通过气化反应转化为燃气,然后将燃气通过内燃机燃烧发电和供热。

在这个过程中,内燃机既能够有效地利用燃气发电,又能够利用废热进行供热,实现了能源的双重回收利用。

3. 设计要点在设计生物质颗粒气化-内燃机联合供暖系统时,需要考虑以下几个要点:1)气化炉的设计:气化炉是将生物质颗粒进行气化反应的核心设备,其设计应考虑气化效率、产气量以及炉内温度等因素。

2)内燃机的选择:内燃机是将燃气转化为电力和热能的设备,应选择适合的内燃机类型和规格,以实现最佳的能量利用效率。

3)传热系统设计:传热系统的设计直接影响到供暖系统的热效率,应考虑如何最大限度地提高热交换效果。

4)运行控制系统:运行控制系统包括自动化调节系统、安全监控系统等,能够实现系统的自动化运行和智能化管理。

4. 系统优化在实际应用中,生物质颗粒气化-内燃机联合供暖系统的性能优化是至关重要的。

优化的目标是提高系统的能效和稳定性,降低运行成本,延长设备使用寿命。

具体的优化措施包括:1)燃料优化:选择质量较高的生物质颗粒,在气化过程中,控制氧气和燃料的比例,以提高气化效率和产气量。

2)内燃机调节:根据实际负荷情况,对内燃机进行负荷调节,保持内燃机处于最佳运行状态。

3)设备清洁维护:定期对系统设备进行清洁和维护,保持设备的良好运行状态,减少故障发生的可能性。

4)运行参数监测:通过监测系统运行参数,分析系统运行情况,发现问题及时处理,保障系统的稳定运行。

5. 应用前景生物质颗粒气化-内燃机联合供暖系统作为一种清洁高效的供暖方式,具有广阔的应用前景。

生物质能源气化技术及系统集成研究

生物质能源气化技术及系统集成研究

生物质能源气化技术及系统集成研究随着能源需求不断增长和环境污染的问题加剧,人们已经开始寻找可再生能源,而生物质能源作为一种可再生、环保的能源逐渐受到人们的重视。

另外,气化技术的应用也为生物质能源的开发和利用带来了新的进展。

本文将对生物质能源气化技术及其系统集成进行探讨。

一、生物质能源及其气化技术生物质能源是指使用植物、动物和微生物等有机物质作为能源源的一种可再生能源。

生物质能源包括固态生物质、液态生物质和气态生物质。

其中,固态生物质是指木材、秸秆、麻杆、草等较为坚硬且含水量较低的植物物质;液态生物质是指生物柴油、生物乙醇和生物油等;气态生物质是指由固态和液态生物质气化而成的生物质气体,如生物质发酵气、合成气等。

生物质能源的气化技术是指将固态或液态生物质通过高温热解、气化反应,转化为含有一定可燃气体的混合物的过程。

生物质能源气化过程主要包括两个主要步骤:热解和气化。

热解过程是指在缺氧或低氧气氛下,生物质分解为固体炭和可燃性气体的过程。

热解反应必须在高温的条件下进行,一般温度在600℃以上,同时需要微小的氧气水平来维持反应的进行。

气化过程是指将生物质热解生成的固体炭和可燃性气体在高温和一定氧气水平的条件下,反应生成含有更高的可燃气体浓度的混合气。

生物质气化反应提供了一种良好的工艺实现可燃气体的高效转化。

生物质能源气化技术具有使用范围广、效率高、环保的特点。

该技术的应用可以带来很多潜在的优点,如: 通过使用废弃和农业副产品来节约资源,降低环境污染和燃料成本; 可以将生物质能源转化为可再生的电力或热能; 可以减少能源的使用,保护全球气候。

二、生物质能源气化技术的核心问题为了实现生物质能源气化技术的应用,需要解决一些关键的技术问题。

1. 热监测技术生物质气化过程需要精确的温度控制,否则将会破坏反应过程。

因此,必须使用热监测技术对反应过程进行监测,以确保操作的稳定性。

热监测技术通常包括温度、压力、流速等参数的测量。

生物质气化技术的改进与发展

生物质气化技术的改进与发展

生物质气化技术的改进与发展随着能源需求的不断增长和对可持续发展的需求,生物质气化技术越来越受到关注。

作为一种将生物质转化为可再生能源的技术,生物质气化在能源领域具有广阔的应用前景。

本文将探讨生物质气化技术的改进与发展。

一、引言生物质气化技术是一种将生物质通过热解反应转化为合成气的技术。

合成气主要由一氧化碳、氢气和甲烷等组成,可以作为替代化石燃料的能源。

传统的生物质气化技术存在着一些问题,如低效率、产物气质不稳定等。

为了改进和发展生物质气化技术,研究人员提出了一系列改进措施。

二、改进措施之一:气化剂选择与预处理气化剂的选择和预处理对生物质气化过程中气体产率和气体质量有重要影响。

传统的气化剂主要是空气,但由于其中的氧气含量较高,易导致燃烧反应的发生,降低合成气的产率。

因此,一种改进措施是使用还原性气氛作为气化剂,如水蒸气。

水蒸气可以与生物质中的碳反应生成一氧化碳和氢气等气体,提高合成气的产率。

此外,对生物质进行预处理也可以提高气化效率。

生物质预处理可以通过物理、化学或生物方法,如干燥、研磨、浸泡等,降低生物质的结构复杂性,提高气化反应的速率和产物质量。

三、改进措施之二:气化反应器的改进气化反应器是生物质气化过程中的核心设备,其结构和设计对反应效果和产物质量具有重要影响。

近年来,随着科学技术的发展,气化反应器的改进也取得了显著的进展。

例如,采用高效的热交换器可以提高气体传热效率,增强反应器的热力学性能。

此外,引入分层气化技术可以提高生物质气化的效率和产物质量。

分层气化是一种将生物质分为多个层次进行气化的方法,有利于提高碳转化率和气态产物质量,并减少固态残留物的产生。

四、改进措施之三:催化剂的应用催化剂的应用是改进生物质气化技术的关键措施之一。

催化剂可以调节气化反应中的化学反应速率和选择性,提高气化效率和产物质量。

例如,镍基催化剂可以促进一氧化碳和二氧化碳的转化为合成气的反应,增加合成气的产率。

此外,选择合适的催化剂还可以有效降低气化反应的温度和压力要求,降低生产成本。

生物质能源气化设备的改进与应用研究

生物质能源气化设备的改进与应用研究

生物质能源气化设备的改进与应用研究生物质能源是一种可再生的能源资源,其气化技术已被广泛应用于能源生产领域。

而生物质能源气化设备的改进与应用研究,正是为了提高气化效率、降低气化成本、减少对环境的影响,促进生物质能源的可持续发展。

首先,生物质气化技术将生物质这种可再生资源转化为燃气,在燃烧时释放能量,可用于供暖、发电、热水等多个领域。

然而,传统的生物质气化设备存在一些问题,如气化效率低、产气质量不稳定、设备运行成本高等。

因此,对生物质能源气化设备的改进与应用研究尤为重要。

在生物质能源气化设备的改进方面,首先需要对气化反应机理进行深入研究,以优化设备设计和运行参数。

通过改进气化反应的温度、压力、氧气与生物质的配比等参数,可以提高产气效率,并降低设备运行成本。

同时,应当加强对气化副产物处理技术的研究,减少对环境的污染。

其次,生物质能源气化设备的应用研究也是至关重要的。

现代工业对能源需求越来越大,对气化设备的性能和稳定性提出了更高的要求。

因此,研究人员应当在实际工程中对生物质气化设备进行大规模应用实践,不断改进和完善设备性能,以满足不同场景下的能源需求。

另外,生物质气化设备的改进与应用研究还需要加强与相关领域的交叉合作。

生物质气化技术涉及化学工程、热力学、材料学等多个学科领域,只有多学科交叉合作,才能更好地解决生物质气化设备存在的问题,推动技术创新和产业发展。

总的来说,生物质能源气化设备的改进与应用研究对于提高生物质能源利用效率、促进能源可持续发展具有重要意义。

通过持续深入的研究和实践,我们相信生物质气化技术将在未来发挥更加重要的作用,为人类社会的可持续发展做出积极贡献。

生物质气化技术面临的挑战及技术选择

生物质气化技术面临的挑战及技术选择

生物质气化技术面临的挑战及技术选择生物质气化可实现低品位生物质能的深层次利用,不同地区、不同行业有不同的能源需求和产业结构,应合理选择生物质气化技术。

固定床气化技术针对的是中小规模应用,该技术存在的问题包括焦油含量高、规模小、机械化和自动化程度较低、发电效率低等。

流化床气化技术针对的是中等及以上规模应用,目前需要解决的问题是热效率低,发电效率低,需要开发高气化效率和无焦油的燃气型气化炉、低热值燃气轮机、高效燃气净化系统,以便采用BIGCC技术。

沼气技术是一项生物质综合高效清洁利用的多联产工艺,目前急需开发高效高浓度厌氧消化的沼气发酵工艺和配套的集成设备,培育和筛选高效沼气发酵微生物菌群,简化沼气净化工序,解决沼液、沼渣的利用难题等。

生物质快速热解技术是一种高温处理过程,其最大的优点是产物生物油易于储存运输,不存在产品规模和消费的地域限制问题。

从工艺特点、经济效益和规模化生产来看,沼气技术更适合处理高含水的养殖业粪便,快速热解技术更适合农作物秸秆的规模化转化,燃气型气化技术更适合社区生活垃圾和农林产品加工废弃物的处理。

1前言生物质分布广泛、数量巨大,是重要的可再生能源,在世界能源安全和碳减排中都将起到至关重要的作用。

相对于其他含碳能源,生物质存在能量密度低、分布分散度高、收集运输困难以及难以大规模集中处理等不足。

由于完全照搬石油炼制、煤化工和天然气利用的技术思路进行生物质能的利用和转化,造成现有大多数装置效率低、效益低,并存在二次污染,相关企业规模小、效益差,甚至必须依靠政策补贴才能生存。

如何高效合理利用和转化生物质能,使其可与其他能源相竞争,成为国内外生物质能研究者和生产者面临的挑战。

气化技术是生物质能高效利用的主要方式之一,但由于难以像煤、石油和天然气化工那样容易实现大规模化,所以气化气只能用作能源,不宜作为C1化工的合成原料。

气化使低能量密度的生物质从固态转化为可燃气体,相对直接燃烧具有燃烧稳定、热效率高、污染低等优点,尤其是PM2.5指数低。

农林生物质成型燃料气化设备制造方案(二)

农林生物质成型燃料气化设备制造方案(二)

农林生物质成型燃料气化设备制造方案一、实施背景随着全球能源需求的不断增加和对环境保护的要求日益严格,农林生物质成型燃料气化设备作为一种清洁能源转化技术,受到了广泛关注。

该设备能够将农林生物质等可再生资源转化为高效、清洁的燃气,具有广阔的应用前景。

然而,目前我国农林生物质成型燃料气化设备制造技术相对滞后,产能低、能效低、稳定性差等问题亟待解决。

二、工作原理农林生物质成型燃料气化设备采用气化技术,将农林生物质经过破碎、干燥、成型等预处理工序后,送入气化炉进行气化反应。

在气化炉中,通过控制适宜的温度、压力和气氛,使生物质发生热解、气化和燃烧等一系列化学反应,生成可燃气体(如一氧化碳、氢气等)和灰渣。

可燃气体通过净化处理后,可以用于发电、供热、炼化等多种用途。

三、实施计划步骤1. 技术研发:通过对现有农林生物质成型燃料气化设备的分析和改进,研发出具有更高效、更稳定的气化设备。

2. 设备制造:根据技术研发成果,进行设备制造。

包括选材、加工、装配等环节,确保设备的质量和性能。

3. 实施试点项目:选择适当的地点和合适的农林生物质资源,建设成型燃料气化设备试点项目,验证设备的可行性和效果。

4. 推广应用:在试点项目成功的基础上,推广应用农林生物质成型燃料气化设备,扩大产能,满足市场需求。

四、适用范围农林生物质成型燃料气化设备适用于农林废弃物、秸秆、木屑等农林生物质资源的气化转化。

这些资源广泛存在于农村、农田、林区等地方,具有丰富的资源潜力。

五、创新要点1. 设备结构创新:通过优化气化炉结构,提高气化效率和稳定性。

2. 控制系统创新:引入先进的自动控制系统,实现对气化过程的精确控制,提高设备运行稳定性。

3. 催化剂应用创新:研发高效的催化剂,提高气化反应速率和产气质量。

六、预期效果1. 提高能效:通过改进设备结构和控制系统,提高气化效率,降低能耗。

2. 减少排放:通过气化过程中的净化处理,减少有害气体和颗粒物的排放。

生物质气化

生物质气化

还原区温度 ℃
气 化 剂 气 化 特 性
20 18 16
18.97 17.03 15.21 13.035
18.38 17.34
燃气成分含量/%
14 12 10 8 6 4 2 0
H2 CO CnHm 4.19 4.03 3.8
未通水蒸汽
水蒸气通入量3kg/h
水蒸气通入量6kg/h
5900 5800 5700 5600 5500 5400 5300 5200 5100 5000 4900
试验研究内容
• 生物质气化炉试验台的设计和搭建; • 研究原料,空气含水量,燃气流量,温度等 对气化效率的影响; • 干式和湿式净化装置的焦油净化效率,以及 料层材料、料层高度对净化效率的影响。
试验台简介及关键参数测量
试验台流程
• 本试验采用自行搭建的气化炉试验台,主要包括 下吸式气化炉、干式过滤器、湿式过滤器、温度 显示器、水流量计、气体流量计等。
T T T T T T
自来水进 自来水出
01 温度显示器; 02 气化炉; 03 鼓风机; 04 湿式过滤器; 05 水流量计; 06 阀; 07 干式过滤器;08 焦油灰分取样口;09 气体流量计; 10 阀; 11 引风机
气化炉
燃气净化系统
• 湿式喷淋装置 干式过滤装置
关键参数测量
• 生物质原料工业分析采用湖南开元仪器有限公司 5E-MAC红外快速煤质分析仪分析(图1);元素分 析采用采用美国Leco CHNS-932仪器分析 (图2)。
试验研究目的
• 本试验旨在研究探讨自行设计搭建的下吸 式气化炉的气化效率和净化效率。通过一 系列比对实验得到满足省项目指标的生物 质燃气,即满足以下三个条件: (1)生物质燃气热值≥6.5MJ/Nm3; (2)气化炉气化效率≥70%; (3)农林废弃物实验室气化系统煤气焦油含 量达到≤10mg/Nm3。

生物质气化技术的研究现状

生物质气化技术的研究现状

生物质气化技术的研究现状
生物质气化技术是利用生物质作为原料进行热化学反应,将其转化为可用能源的过程。

随着能源需求的增加和对环境友好能源的需求,生物质气化技术逐渐引起了人们的关注。

目前,生物质气化技术的研究主要集中在以下几个方面:
1. 生物质气化反应机理的研究:生物质气化反应是一个复杂的过程,涉及多种化学
反应和传热传质过程。

研究人员通过实验室模拟和数值模拟等手段,深入研究了生物质气
化反应的反应机理和动力学特性,为气化过程的控制和优化提供了理论依据。

2. 生物质气化设备的改进:生物质气化设备的设计和优化是生物质气化技术研究的
重点之一。

研究人员通过改进气化炉的结构和控制系统,提高了生物质气化的效率和稳定性。

采用预热装置和循环床技术可以提高燃料的利用率和气化产物的质量。

3. 生物质气化气生成机理的研究:生物质气化过程中产生的气体主要包括合成气和
焦油。

研究人员通过分析气化气体的组成和性质,研究了生物质气化气生成的机理和影响
因素。

这对于生物质气化气体的利用和处理具有重要意义。

4. 生物质气化技术的应用研究:生物质气化技术具有广泛的应用前景,包括发电、
替代燃料和化学品生产等领域。

研究人员通过实际应用试验和工业示范项目,验证了生物
质气化技术的可行性和经济效益,为其商业化应用提供了支持。

生物质气化技术在国内外的研究都取得了显著进展。

但与此也面临一些挑战,如废
气处理、设备可靠性等问题,需要进一步的研究和改进。

随着技术的不断发展和优化,生
物质气化技术有望成为一种重要的可再生能源利用方式,为实现可持续发展做出贡献。

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生物质气化技术综合实验台的设计与探索
崔亨哲宋秋任永志赵永
辽宁省能源研究所 115000
关键词:生物质气化技术,热化学反应,综合实验台,生物质气化利用,气化反应
前言:
生物质气化反应是,在特定气化剂条件下的复杂而多向化学反应的总和.要分析和正确反映生物质气化反应的机理,并对气化反应的全过程进行控制,需要一套完备的综合实验台设备.综合实验台的可控性和完备性直接影响到,对生物质气化反应过程机理分析的正确性和准确性.这要求生物质综合实验台不但具备良好的可控性能之外,还要具备瞬时数据采集功能;并能将采集到的各个数据传输到计算机中进行数据处理和分析.本文通过首台生物质实验台的设计和制造并实际运行测试,得出了初步的设计理论。

1.实验台的工艺设计方案 :
生物质气化综合实验台的气化产气系统工艺与目前正通用的实际秸秆气化应用领域中传统工艺系统基本相同,既应具备气化器、净化器、过滤器、鼓风机等基本设备单元.但做为综合实验台,在这基础上又要具备一套可靠完整的数据采集系统.这两个系统组成一个完整的生物质综合实验台的总工艺系统,生物质气化综合实验台的具体工艺流程如下图所示.
工艺流程图
根据实验台主要应用于教学和科研实验的实际情况和以往气化装置的设计经验,设计中首先确定了:实验台产气能力在55m3/h~20 m3/h范围并有较好可控性的气化产气系统的设计方案,并适用的气化原料是生物质颗粒或块状的原料,气化剂是空气.按照此方案,设计出相应的气化炉,并围绕气化炉配齐相适应的净化设备和鼓风机及可控软硬件.
1.气化产气系统的设计:
在整套气化产气系统中,气化炉的性能直接影响整个气化产气系统的稳定可靠运行。

本套实验台的气化产气系统工艺采用的是下吸式结构的气化炉.下吸式气化炉的结构特性,为了从气化反应核心过程中降低气化产气中的焦油含量提供了保障.因为气态下的焦油成分在较高的温度条件下,吸热反应之后可以进行再次裂解.从下吸式气化炉的结构来看,热解层和还原层分别位于其燃烧层上下部,这样在燃烧时产生的高温CO2和热解层产生的混合气体都要经过高温区的燃烧层和炽热的碳层(还原层),为焦油成分的再次热解提供了高温环境和热源保障.同时,要提高气化效率和保证气化过程的稳定进行,必须有源源不断的充足的热源,在有限的空间内要产生足够量的热量,燃烧层附近的气化物料必须与气化剂(空气)充分接触和混合.这要求气化炉的喉管区要形成合理的空气流动场,有助于各反应层的形成.根据这些因素和要求,在气化炉的设计中采用了空气喷嘴轴线相切与特定半径的虚拟圆─这种独特的配风方式.这种配风方式从结构上保证了空气与气化物料的充分接触.在这基础上,在气化炉的空气入口管上配备了孔板流量计和控制阀,这样既能监控进入气化炉的空气流量,又能监控不同工况条件下所需要的单位空气流量.为了监控整个气化过程中的气化反应速度,在气化炉的底部安装了电子显示称;同时要监控各个反应区域的温度变化,在每个反应层附近设置了耐高温的热电偶,从而在整个气化炉结构设计选型和针对监控气化反应过程的控件利用,为了此生物质综合实验台的稳定可靠运行提供了有力的理论基础和结构上的保证.
经过计算和经验推算,本套生物质气化综合实验台采用的下吸式生物质气化炉主要设计参数如下表:
,因此完全可以取消单独的除尘设备.在本次综合实验台的设计中只采用了水喷淋净化设备,将密闭容器内的水通过水泵打入到特定的喷淋水室,高压后的喷淋水经喷淋水系上的各个喷嘴高速喷下,形成雾状的高速水珠.高速流下来的水珠与从下往上走的生物质气化混合气进行充分接触,同时生物质气化混合气体中的粉尘和微小颗粒状的碳和粉尘灰与水珠接触之后落下来,依此达到冷却和净化的目的.综合实验台的用途在试验室的教学和科研上,所以每必要长时间运行系统,因此没采用冷却循环水系统。

做完相关实验之后可以排净喷淋塔内的喷淋水,等下次做试验时可重新注入常温洁净水。

因为实验台在运行过程中,生物质气化产生的生物质混合气体所带出的热量比较多,因此从气化炉出来的时候温度已经较高,随着实验台设备的运行喷淋水也同时被加热。

因此生物质气化混合气体中会含有较多的水蒸汽和水珠。

这些水份不进行分离处理的话,会造成生物质气化反应试验的不真实性和所采集数据的准确性;所以必须进行分离取除。

在本次实验台的设计中采用的是,结构较简单并制作叫简便的贯性式除湿器,所存在的缺陷就是压力损失较大。

从气化炉产生的生物质气化混合气体,虽然经过了喷淋塔和除湿器净化,但还会含有各种杂质和微小颗粒状的飞灰粉尘物;同时气化混合气经过前几道工艺和输送管路之后温度也越来越降低,降到一定温度之后气化混合气中原保持气态状的焦油成分也从气化混合气中分离。

这就要求系统工艺上要设一个过滤装置,本次设计中采用的是填料式过滤器。

在本套生物质气化综合实验台中,气化反应的动力源是罗茨鼓风机。

鼓风机的出力大小直接影响着气化反应速度的快慢和气化反应的质量。

在本次设计中,为了能够及时调整和控制生物质气化反应的气化速度,并能准确地反映出生物质气化气的瞬时流量,在罗茨鼓风机的出入口侧分别设了一个回路调节阀和孔板流量计。

2.数据采集系统的设计:
为了要掌握在生物质气化反应中每个工艺流程中的温度和压力变化,在本次设计中对每个单元设备的出入口侧全部安装了相应的温度和压力传感器。

这样在实验过程中很方便地监控各个设备中的压力损失和生物质气化混合气体的温度变化。

通过温度和压力变化传出的模拟信号通过各个相应的数模转换模块转换成数据信号,每个模拟信号的接受和传出都是单独的回路设计,因此每个模拟信号的变化不会影响相领传输信号的变化。

通过数据转换模块转换的各个数据信号通过专门设计的应用软件经过计算机处理之后又通过电脑显示器中显示。

在生物质气化反应实验过程中要随时分析和掌握生物质气化混合气体的成份,并根据每个成份的变化要计算出每个时间段的生物质气化混合气体的热值,并找出最高热值的反应条件和反应机理才是整个实验的目的所在。

因此数据采集系统中专门多设了一台能在线检测混合气体组份的仪器—气相色谱检测仪,气相色谱检测仪帮助实验者分析出气体组分的变化和混合气体热值的变化。

这些数据参数的变化都要经过给配备的专用计算机中的专用软件,经过数据处理通过专门应用计算机界面在计算机的显示器中显示出来。

在生物质气化实验中通过电脑显示器显示的界面分别有:
A.整个生物质气化实验中的瞬时温度、压力、进空气量、产出气量、生物质量;
B.生物质气化原料的重量随着时间的变化曲线;
C.气化炉内各个反应区温度随时间的变化曲线;
D.每个产气组分随时间的变化曲线;
E.产出气热值随时间的变化曲线。

以上是生物质气化技术综合实验台的气化产气系统和数据采集及分析系统的简单介绍。

2.生物质气化技术综合实验台的运行测试:
1.气化产气系统的测试:
生物质气化技术综合实验台的每个设备单元全部制作完毕之后,根据工艺流程进行了组装。

组装之后分别采用木块和秸秆颗粒作为气化原料进行了气化产气系统的测试。

从实际安装效果来看,整套实验台设备安装非常紧凑,全部占地面积6m2。

为了安全起见,其燃烧器安装在室外,这样刚开始启动时的烟气也全部排到室外,实际操作起来室内也非常清洁。

生物质气化反应过程的正常与否从外观上判断,根据燃烧器是否能够连续点燃为依据。

在整个实际运行效果来看,气化速度的控制是非常理想的,因为完全可以通过调节空气进气阀和回流调节阀来达到所需要的气化速度和不同气化速度下的产出气的流量。

下面表示的是,以采用木块作作气化原料,在正常产气并燃烧器能连续进行燃烧时的实际数据参数:
从以上表格中显示的测试结果和计算结果情况分析,可以得出结论:本次实验台实际运行时的气化参数,基本符合设计预定的方案;并反映出,当量比在接近最价理论当量比(0.28)时其产出混合气体的热值也是最高。

依此来判断,此型生物质气化综合实验台的气化产气系统的设计是合理的,而且基本能满足教学和科研工作中的实验室要求。

2.数据采集系统的测试:
数据采集系统的测试主要目的在于,其采集的数据和参数是否与实际的参数符合,并是否能真实地反应出其热化学反应过程中的各个因素的量的转化和热化学反应前后的生物质物理状态。

从生物质气化的全过程来看,所进行的热化学反应不管是吸热反应还是放热反应,其每个过程中的反应速度和所产生的气体组分的状态都是离不开气化原料重量的变化和产出其的流量及温度压力等基本热力参数的变化。

从实际运行效果来看,运行全过程中计算机中显示的各个参数,基本能反映出各个相关化学反应过程中的热力参数,其中生物质原料重量的变化记录的误差可以控制在0.01kg之内。

3.结论:
随着整个现代社会经济的发展越来越依赖于能源的供应,对生物质资源的合理利用和快速开发是非常重要的一项工作。

作为生物质能的重要开发利用途径—生物质气化利用也越来越被社会经济发展的需求认可。

要合理并有效地利用好生物质气化技术,就离不开完善的生物质气化技术综合实验设备平台,随着生物质气化技术的不断发展,其生物质气化实验方式和实验装置会越来越完善和先进。

参考文献:
1袁振宏等,我国生物质能技术产业化基础的研究,2002年中国生物质能技术研讨会论文集,2002:1-18
2任永志,董立明,下吸式生物质气化炉的设计,农村能源,200092(4):16-18。

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