化石燃料的過度消耗及其對全球的負面影響導致人們對生物質(zhì)能的興趣日益濃厚。氣化是一種很有吸引力的清潔能源熱化學轉(zhuǎn)化的途徑,但在生物質(zhì)氣化過程中,焦油成為制約氣化效率的因素之一。焦油在常溫下是一種粘稠狀液體,除了污染和腐蝕工藝設(shè)備,它的形成浪費了生物質(zhì)氣化有效能量的5-15%。降低氣化焦油含量,對提高氣化效率、延長設(shè)備壽命有著積極作用。因此,本文詳細研究了不同操作參數(shù)對玉米秸稈內(nèi)循環(huán)流化床氣化過程中焦油含量的變化及成分的轉(zhuǎn)移機理。首先,以某電廠實際氣化爐為原型,設(shè)計搭建了內(nèi)循環(huán)流化床氣化爐試驗臺,對風機,給料機、布風板、爐膛等進行設(shè)計計算。之后對試驗臺進行冷態(tài)實驗及熱態(tài)運行調(diào)試工作,在此過程中,分別對布風板阻力特性、床層高度、給料速率等進行實驗,并進行點火與熱態(tài)運行。經(jīng)過反復(fù)操作,掌握試驗臺的運行性能,確定該試驗臺已完全具備生物質(zhì)氣化試驗條件。本實驗以壓縮成型的玉米秸稈顆粒為原料,研究不同操作參數(shù)對生物質(zhì)氣化產(chǎn)物的影響。實驗結(jié)果表明:當床料為煤灰渣,空氣做氣化劑時,隨著溫度的升高,CO2、CH4的含量逐漸降低,而H2、CO的含量則出現(xiàn)上升趨勢。當床料中白云石的摻混比例增加時,氣化反應(yīng)增強,... 

【文章來源】：東北電力大學吉林省

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１內(nèi)循環(huán)流化床氣化爐系統(tǒng)圖??本試驗臺為小型內(nèi)循環(huán)流化床氣化爐試驗臺，其基本結(jié)構(gòu)如圖２－１所示，整個試驗??臺裝置包括給料系統(tǒng)、送氣系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)、冷卻處理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)五個部分

進入密相區(qū)前的緩沖段，以滿足風壓、風速均衡的要求。??要求一次風從風室的側(cè)面鼓入，所以風室則設(shè)計成等壓風室。在爐體的右上方為內(nèi)置的??旋風分離器，用來分離煙氣和循環(huán)物料。旋風分離器出口連接煙道。??為更好的了解和掌握爐膛內(nèi)的床料和物料的流化狀況和溫度變化，沿爐膛高度設(shè)定??了?９個壓力和溫度測點，其中風室１個，密相區(qū)２個，稀相區(qū)３個，干舷區(qū)３個，如圖??２－２所示，溫度和壓力分別由“Ｋ”型鎧裝熱電偶和“Ｕ”型管進行檢測。??ＰＴ＿ｒｉ＾?ｐＴ??丁??＼｜；??Ｐ?Ｔ?—??圖２－２爐膛主體及測點布置圖??２．３．２零壓點位置的選擇??循環(huán)流化床鍋爐的零壓點一般選擇在爐膛內(nèi)，如稀相區(qū)與密相區(qū)分界處、給料入口??處和爐膛出口點等。零壓點上移，爐膛內(nèi)多數(shù)處于正壓區(qū)域，特別是爐膛底部壓力較高，??對爐膛和給料裝置的氣密性要求較高，一旦密封出現(xiàn)問題，則可能導致給料口出現(xiàn)“井噴??現(xiàn)象”，無法順利給料，出現(xiàn)給料口堵塞現(xiàn)象。反之零壓點位置下移，則對引風機壓頭的??要求較大。由此可見，零壓點的位置選擇在爐膛內(nèi)較為合適［５１］。為防止以上現(xiàn)象產(chǎn)生，??本試驗臺的零壓點選在給料口處，便于給料。??２．３．３爐膛出口的設(shè)計??對于爐膛出口，通常有三種型式［５１］，如圖２－３所示。??（１）光滑口出口。幾乎所有的固體顆粒由于導板的作用隨變向氣流離開主體，在出??口附近密度沒有增加，依然是上濃下稀的常規(guī)分布。??（２）平直出口。氣固兩相流中的固體顆粒一部分隨氣流離開主床，另一部分在與床??－１２－??

沿壁面返回主床，在壁面附近形成下降的顆粒層，產(chǎn)生顆粒的內(nèi)循環(huán)。這種碰??撞效應(yīng)使頂部床密度增加，呈現(xiàn)上濃下稀的特點。??（３）凸起出口。凸起高度使得床頂部形成一個空腔，沒被氣流帶出床的固體顆粒，??因慣性進入空腔，在空腔內(nèi)堆積起來形成一個較濃的區(qū)域而易于團聚。聚集的顆粒團沿??壁面回落到主床，形成顆粒的內(nèi)循環(huán)。??由于本試驗臺將旋風分離器設(shè)計到爐膛內(nèi)部，為更好的實現(xiàn)爐膛內(nèi)物料的內(nèi)循環(huán)，??所以，爐膛出口設(shè)計為凸起型．??ｒ＾＝?「一??１光滑出口?２平直出口?３凸起出口??圖２－３爐膛出口類型??２．４布風及配氣系統(tǒng)的相關(guān)計算??本試驗臺的給風系統(tǒng)主要由給風機、風道、風室、布風板和流量計五部分組成。其??中布風板的設(shè)計尤為重要。布風板的正確設(shè)計關(guān)系到爐膛內(nèi)床料、物料的流化和氣化效??果。因此，布風板設(shè)計是給料系統(tǒng)中最為核心的關(guān)鍵技術(shù)之一。??２．４．１布風板的設(shè)計及相關(guān)計算??作為給風系統(tǒng)中的核心部件，布風板主要由以下作用［５（Ｕ１］；??（１）支撐靜止狀態(tài)的物料：??（２）當一次風通過布風板時，布風板會產(chǎn)生一定阻力，使得小孔風速增大且均勻，??有利于爐膛內(nèi)物料更好的流化，防止出現(xiàn)流化“死角”。??布風板結(jié)構(gòu)主要有風帽式和平板式兩種。本試驗臺所設(shè)計的布風板為平板式，就是??把小孔直接加工在平板上，做工簡單，阻力較校本試驗臺布風板材料為３２１Ｌ型不銹??鋼鋼板，厚度為５ｍｍ，３０１個直徑為１．５ｍｍ的小孔在鋼板上呈環(huán)形排列，有７６、６４、??４８、３２、３２、１６、１６、８、８?分別平均分布于直徑?１８０?ｍｍ、１６０?ｍｍ、１４０?ｍｍ、１２０?ｍｍ、??１００?ｍｍ、８０?ｍｍ、６０?ｍｍ、４０?ｍｍ、２


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