生物质气化炉的设计与试验

生物质能是可再生能源,具有来源广、成本低等优点。基于生物质气化原理及气化技术,自制了生物质气化系统,采用上吸式固定床、炉膛集中燃烧、炉底配风和炉膛口径渐缩的方式,进行了主要技术性能的试验研究。得到了气化运行特性,验证了设计的合理性和改进效果,为生物质气化炉的推广提供参考。     

BGL气化炉用于煤气化的环境效益

BGL气化炉是原料和气化产物对流流动的固定床气化炉(见图1)。煤和石灰助熔剂从顶部加入,蒸汽和氧气通过炉栅的间隙喷入燃料床的底部。在气化炉上部区域,煤被加热到500℃,煤在此脱除其挥发份,焦油、油类和酚类释放出来。另外,硫、氯和氮转化成H_zS、COS、HCl、NH_3和HCN。生成的半焦向下移动并被气化;煤中的灰分与助熔剂在～1900℃结合而形成熔渣。产品煤气从气化炉顶部逸出,急冷后     

微生物降解生物质气化洗焦废水和焦油的研究

为解决在生物质气化中的焦油污染问题,用首都师范大学生物系微生物实验室保存的微生物菌种对生物质气化洗焦废水和焦油进行处理.当洗焦废水浓度分别为6, 10和15mL/L时,经微生物降解后,COD去除率分别达到75.2%,83.9%和63.1%.以焦油为底物,在焦油浓度为0.56和 1.0g/L时,COD去除率分别达到82.7%和72.3%.苯酚的最高降解率为98.8%.此菌种具有降解生物质气化洗焦废水和焦油的能力.     

生物质气化中焦油的产生及处理方法

21世纪以来,全球的经济和工业都取得了巨大的成就,然而化石能源的枯竭及其造成的环境污染也成了当下最需要解决的问题,在此背景下生物质气化技术作为环保型再生能源受到了广泛的关注而得到飞速发展。但是生物质气化技术在复杂的气化过程中会产生焦油等副产品,而且这类副产品存在较大的危害性。因此,本文从生物质气化焦油的发生过程入手,分析了不同类型的焦油处理方法,希望能够借此来为生物质气化的发展和运用提供了一定的帮助。     

生物质气化技术及其在西部地区的应用浅析

生物质气化技术作为环保、高效地利用生物质资源的重要方式,正受到广泛关注。文章围绕生物质气化的原理、气化炉的分类和特点展开论述;分析了影响生物质气化过程的若干关键因素,并综述了生物质气化技术在国内外的研究与应用现状;最后结合西部地区实际生物质资源状况,展望了生物质气化技术在西部地区的应用前景。     

镍基催化剂的制备及其对垃圾气化产氢的催化活性

以陶粒为载体,采用常温浸渍法制备了负载型镍基催化剂,并利用X射线衍射分析(XRD)、X射线荧光分析(XRF)、BET、环境扫描电镜-能谱仪分析(ESEM-EDX)和元素分析等对其进行了表征,该催化剂BET表面积为101.3m2/g.活性组分NiO颗粒平均粒径约为2μm,均匀分散在载体表面.并在下吸式固定床气化炉中,进行水蒸气催化气化城市生活垃圾有机组分的实验来评价镍基催化剂的催化活性.结果表明,在镍基催化剂的作用下,H2和CO含量明显增加,H2含量最高达43.22%,CO2、CH4、C2H4和C2H6.平均含量降至1%以下.催化气化过程的产氢率远远高于气化过程,最高达19.9mol H2/kg,低温段催化气化的潜在产氢率高于气化过程,但高温段低于气化过程;高温有利于气化产气中H2和CO的生成,还可以促进CH4、C2H4和C2H6的分解.催化气化过程的焦油产率、灰渣产率明显低于气化过程,特别是焦油产率降至2%以下,而产气率则高于气化过程.     

城市生活垃圾催化气化制取富氢气体的研究

采用下吸式固定床气化炉,以煅烧白云石为催化剂水蒸气气化城市生活垃圾(MSW)有机组分,在气化温度为750~950℃,S/M(水蒸气和垃圾物料进料质量比)为0.57~1.28时,探讨了催化剂种类、气化温度和S/M等因素对富氢气体成分、产氢率、潜在产氢率、低位热值和碳转化率等的影响。较高气化温度有利于富氢气体的生成,增加碳转化率和产气率,但会降低富氢气体的热值;在实验条件下,富氢气体中H2体积分数最高达53.29%,产氢率达到7.13~46.52mol/kg,潜在产氢率为55.48~90.11mol/kg;镍基催化剂催化效果优于煅烧白云石,能大幅增加H2含量,使焦油在850℃以上完全分解。     

复合过滤法处理生物质焦油废水技术的研究

采用"复合过滤法"处理生物质焦油废水,通过分析生物质焦油废水水质特点,筛选出滤料的种类、确定滤料的配置比,并经实验对比分析。结果表明,经复合过滤法处理后的焦油废水COD、焦油、SS的去除率分别达到54%、60%、68%。该技术工艺简单,运行成本低,管理方便,可广泛用于农村生物质气化站的焦油废水处理。     

生物质慢速热解工艺的新探讨

慢速热解作为生物质气流床气化的前处理工艺在国内为首创。慢速热解方法不仅可以脱除生物质内的氧元素提高能量密度,而且可以改变生物质的物性有效解决生物质气流床气化过程的输送问题。文章分析了不同生物质种类热解后固体产物、液体产物和气体产物的特性,并且粗略衡算了热解过程的吸热量。结果表明:在热解温度<500℃时,液体产物和气体产物的热值随着热解温度的升高而增加;为得到高固体产率和能量产率的半焦作为气化原料,热解温度不宜>500℃;从能量衡算角度分析而得,热解过程的吸热量很少。     

新型农村生物质气化站的建设与运行模式探讨

针对目前农村生物质气化站不能正常运转的原因进行了简单分析,提出了建设新型农村生物质气化站,重点对这种新型农村气化站的建设和运行模式进行了探讨,新型农村气化站在生物质气生产技术上选择中温热解制气,在输配技术上以集中制气、区域配送为主,在建设和运行上以专业化为主,以此来解决目前生物质气化站存在的问题.     

鲁奇煤气化工艺低温煤焦油的组成研究

利用液-液提取分离和制备液相色谱分离相结合的预分离程序、GC-MS结合保留指数的定性方法,分析研究了鲁奇煤气化工艺低温煤焦油的化学组成,推测鉴定出12大类共400余种化合物,并对其中脂肪烃、PAH、NPAH和酚类化合物进行了定量分析,讨论了鲁奇低温煤焦油的组成特点.     

己二胺有机废液在流化床中焚烧的实验研究

在实验室规模的热态流化床试验台上，进行了含5％己二胺有机废液的焚烧 实验研究，在700－900℃范围内，研究温度及空气过剩系数对NOx沿床高的变化规律，以及它们对NOx排放浓度的影响。实验结果表明，沿高度方向上NOx浓度 逐渐降低，并且存在NO2浓度大于NO浓度这一有趣现象，在900℃下氧量增加有利于密相区NO、NO2浓度的降低，说明在 有氧条件下NH2促进NOx的还原，在不同空气 过剩系数下和然相区出口NOx几乎为零 ，表明900℃是己二胺有机废液焚烧 的合适温度。     

城市固体废物的焚烧实验

 稳定均匀的燃烧温度是确保减少垃圾焚烧系统大气污染物排放量的一个重要因素.采用内旋流流化床(ICFB)进行了城市生活垃圾焚烧实验,探讨了不同的布风速度、垃圾焚烧量、流化床浓相区高度和不同种类垃圾对焚烧稳定性的影响,并给出了流化床内部温度和CO、NO_X、SO₂等大气污染物的浓度变化.内旋流流化床采用非均匀布风,低速风的移动区尚未流化时,浓相区温度存在一定的不均匀性,低速风区流速超过2倍初始流化速度后,浓相区温度是均匀一致的;流化床的床料具有较好的蓄热能力,较厚的床层有利于提高燃烧的稳定性,可减少垃圾给料和垃圾热值的波动对燃烧温度造成的不利影响;垃圾的焚烧效果与垃圾的热值有直接关系,焚烧低热值垃圾时,为了提高焚烧温度并达到较好的排放指标,需要增加一定量辅助燃料进行助燃;内旋流流化床在燃烧稳定性以及燃烧温度控制上具有一定优势.     

Pollutant emission characteristics of rice husk combustion in a vortexing fluidized bed incinerator

Rice husk with high volatile content was burned in a pilot scale vortexing fluidized bed incinerator. The fluidized bed incinerator was constructed of 6 mm stainless steel with 0.45 m in diameter and 5 m in height. The emission characteristics of CO, NO, and SO2 were studied. The effects of operating parameters, such as primary air flow rate, secondary air flow rate, and excess air ratio on the pollutant emissions were also investigated. The results show that a large proportion of combustion occurs at the bed surface and the freeboard zone. The SO2 concentration in the flue gas decreases with increasing excess air ratio, while the NOx concentration shows reverse trend. The flow rate of secondary air has a significant impact on the CO emission. For a fixed primary air flowrate, CO emission decreases with the secondary air flowrate. For a fixed excess air ratio, CO emission decreases with the ratio of secondary to primary air flow. The minimum CO emission of 72 ppm is attained at the operating condition of 40% excess air ratio and 0.6 partition air ratio. The NOx and SO2 concentrations in the flue gas at this condition are 159 and 36 ppm, which conform to the EPA regulation of Taiwan.     

流化床煤部分气化、热解脱硫过程试验研究

在一小型流化床试验台上进行煤部分气化、热解脱硫过程的试验研究.该试验系统由启动燃烧室、流化床本体、灰循环子系统、加料子系统、排渣子系统、蒸汽发生子系统以及测量控制子系统等组成.流化床本体直径为0.1m,高为4.22m,采用烟气夹套加热的方法维持床体温度.试验结果如下:当风煤质量比从2.5增加到5.0时,脱硫效率先增加后降低;当汽煤比从0.45增加到0.63时,脱硫效率也是先增加后降低;钙硫比增加,脱硫效率增加;床温升高,脱硫效率增加.与此同时,还研究了石灰石种类对脱硫效率的影响,以及气化、热解效率与脱硫效率间的相互关系.     

南京北郊大气细粒子硝基苯酚类化合物污染特征与来源

硝基苯酚类化合物是大气中普遍存在的一类含氮有机物,也是大气吸光性有机物(即棕色碳)的重要组成部分,对气候变化、空气质量和人体健康都具有重要影响.自2019年3月至2020年1月于南京北郊地区采集了共265个大气细粒子(PM2.5)日样品,并利用超高效液相色谱质谱联用仪(UHPLC-MS)定量分析样品中的8种硝基苯酚类化...     

污泥与煤在循环流化床混烧过程中的汞排放特性

在密相床截面积为0.23m×0.23m、高度为7 00m的循环流化床燃烧试验装置上进行了含汞污泥与煤的混烧试验.测试并分析讨论了污泥与煤混烧过程中汞的分布,探讨了Ca/S摩尔比、脱硫剂种类、过量空气系数等运行参数以及烟气成分对汞在烟气、飞灰和炉渣中形态分布的影响规律.结果表明,大部分汞进入烟气,且元素汞是混烧烟气中的主要存在形态.钙基脱硫剂对烟气中氧化态汞有较强的吸附脱除作用,CaO对汞的脱除效果要好于CaCO3.随着烟气中SO2、NOx浓度的增大,烟气中二价汞所占份额呈上升趋势.过量空气系数对烟气和灰渣中汞的浓度和形态分布有较大的影响.     

污泥水蒸气气化焦油化学组分的分布特征

通过GC-MS分析,研究了气化温度和气料比S/B（水蒸气与污泥的质量比）对污泥气化焦油中芳香烃、含氮化合物、含氧化合物和含硫化合物分布特征的影响变化规律.结果表明：污泥气化焦油中芳香烃的化学组分主要为菲类、萘类、芴类和联苯类化合物,其中S/B值1.1、1.5和1.9时菲类和萘类化合物的产率在850℃均达到最大值,S/B值1.5和1.9时芴类产率随气化温度的升高而呈先升高后降低,而800℃时联苯类产率则随S/B值的增加而呈先升高后降低,其最高产率为1.284g/kg.含氮化合物以吲哚类化合物为主,其产率在S/B值为1.5和1.9时均随气化温度的升高而呈降低趋势;含氧化合物中主要为酚类化合物,其产率在750℃时随S/B值的升高而升高,其最高产率3.103g/kg;含硫化合物主要为4,4'-双（四氢噻喃）,且仅在850℃、S/B值为1.9气化条件下检出产率为0.263g/kg的萘并[1,2-b]噻吩.     

纤维素酶气相双动态固态发酵

为了充分利用纤维素酶固态发酵的优势,提出了纤维素酶气相双动态固态发酵的方式.研究结果表明:在优化条件下(最佳压力脉冲范围、脉冲频率及气体内循环速率),发酵温度得到较好地控制,9.0cm高的填料层中最大温度梯度为0.12℃/cm;以汽爆秸秆为底物,发酵水活度得到较好的保持;动态培养发酵周期(60h)比静态发酵周期(84h)缩短了 1/3,酶活(20.36IU/g)比静态酶活(10.82IU/g)提高了1倍,压力脉动固态培养的料层上中下微生物生长状况均匀一致,且疏松,而静态固态发酵的料层中部几乎没有菌体生长利用气相双动态固态发酵可为纤维素酶大规模生产奠定基础.     

用磁稳流化床过滤含尘气体的实验研究

研究磁场强度、气体表观流速比、铁磁性颗粒平均粒径、床层厚度、粉尘在滤料中的积累等因素对除尘效率的影响．结果表明,在磁稳状态,磁稳流化床的过滤效率大于９９％,且随床层厚度的增加和铁磁颗粒粒径的减小而增大．另一方面,随着床内粉尘的积累,磁稳流化床将退出磁稳状态,使过滤效率下降．退出磁稳状态的临界饱和点粉尘量与磁场强度有关,当磁场强度为４３００Ａ／ｍ,临界饱和点粉尘与铁磁颗粒的质量百分比约为６．７％．