【摘要】：生物質(zhì)氣化技術是生物質(zhì)高效利用技術之一。基于生物質(zhì)熱化學轉(zhuǎn)化過程中熱解和燃燒解耦的思想,提出旋風空氣分級復合氣化技術,該技術能夠有效解決以往旋風氣化技術中有效反應時間短、風量配比不合理、溫度場分布不均、燃氣熱值低,有效地改善了反應的充分性。本課題完善了旋風空氣分級復合氣化實驗系統(tǒng),在由旋風爐反應器主體、給料系統(tǒng)、供風系統(tǒng)組成的實驗系統(tǒng)的基礎上增加了焦油催化裂解裝置和二次旋風分離兩個結構。在此實驗系統(tǒng)上針對燃燒過程和氣化起始溫度低,起爐初期燃燒不穩(wěn)定等問題,進行了實驗系統(tǒng)起爐流程的優(yōu)化工作,采用雙給料伴燃方式和稻殼給料量為8.62kg/h,空氣當量比為0.75,一次風、二次風、底部風風率分別為0.48/0.14/0.38的燃燒過程,使得起爐過程升溫速率高,升溫過程穩(wěn)定,終溫滿足自氣化,重復性好。在本實驗系統(tǒng)上進行了稻殼的旋風空氣分級復合氣化實驗研究,探索了在一次風風率不變的情況下,底部風配比對稻殼旋風空氣分級復合氣化效果的影響規(guī)律,研究表明底部風風率在0.40-0.60范圍內(nèi)變化時,隨底部風風量的減小,CH4體積百分含量由2.607%增大至3.185%,C2H4體積百分含量由1.030%增大至1.314%,C2H2體積百分含量由0.080%增大至0.122%,C2H6體積百分含量由0.074%增大至0.168%,H2體積百分含量由2.493%增大至3.912%。CO體積百分含量在19.117%至21.780%間先增大后減小,在底部風率為0.50時達到最大值。在一次風、二次風、底部風風率分別為0.30/0.20/0.50的實驗條件可以獲得了較好的氣化效果,其焦油含量為3.240 g/Nm3,氣體產(chǎn)率為1.294 Nm3/kg,碳轉(zhuǎn)化率和氣化效率分別為71.5%和50.8%。此外,通過在燃氣出口處安裝了焦炭催化裂解焦油的裝置,以此研究焦炭催化劑對燃氣中焦油的催化裂解作用,實驗表明:焦炭催化裂解焦油的焦油脫除率隨著燃氣出口溫度增加呈先增加后減小的變化規(guī)律,在出口溫度為748℃(即底部風風率為0.50)時達到最大,焦油脫除率為68.58%。水蒸氣-空氣氣化研究作為下一步旋風氣化的方向,為了給旋風氣化爐水蒸氣氣化的工藝參數(shù)優(yōu)化提供理論依據(jù),在固定床/流化床反應器上進行氣化焦的水蒸氣氣化反應,研究發(fā)現(xiàn)溫度在700℃-900℃范圍內(nèi)氣化焦二次氣化的失重率隨溫度升高先增大后減小,在850℃時達到最大值29.56%。通過FTIR和Raman對不同溫度下的二次氣化焦的官能團結構進行了分析,分析發(fā)現(xiàn)隨著溫度的升高,FTIR測試中的含氧官能團、脂類官能團、C=C及Raman測試中的總峰面積均減少,D峰與G峰的比值先增大后減小,D峰與(GR+VL+VR)峰的比值逐漸升高,S峰與G峰的比值逐漸降低,在800℃氣化溫度條件下,水蒸氣氣化效果最為明顯,表明水蒸氣氣化可以進一步促進空氣氣化焦的轉(zhuǎn)化,為旋風氣化爐生物質(zhì)水蒸氣氣化的工藝參數(shù)優(yōu)化提供了理論依據(jù)。
【圖文】：

設計的一種生物質(zhì)氣化技術。旋風氣化原理如圖 2-1 所原料切向進入氣化爐爐膛，在爐內(nèi)沿內(nèi)筒壁呈螺旋狀旋用下，熱解后的產(chǎn)物發(fā)生氣固分離，產(chǎn)生的燃氣和小顆升氣流，經(jīng)中心上升管排出氣化器。被分離的大顆粒固斗中。

提供并由其前置的蝶閥進行調(diào)節(jié)，稻殼由一次風口切向進入爐膛，沿內(nèi)、外筒環(huán)隙旋轉(zhuǎn)下降依次經(jīng)過干燥、熱解、還原、氧化四個過程完成稻殼的氣化實驗實驗裝置主體系統(tǒng)示意圖及實物圖如下圖所示。
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TK6

【參考文獻】

相關期刊論文 前1條

1 應浩;涂軍令;江俊飛;蔣劍春;孫云娟;吳歡;許玉;高一葦;;木屑高溫水蒸氣氣化制備合成氣研究[J];太陽能學報;2014年03期

相關碩士學位論文 前1條

1 涂軍令;木屑/木屑炭高溫水蒸氣氣化制備合成氣研究[D];中國林業(yè)科學研究院;2012年

，

本文編號：2698974