【摘要】：目前大型供熱或供蒸汽用的生物質(zhì)鍋爐系統(tǒng)需要將生物質(zhì)成型燃料先進(jìn)行氣化,轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇細(xì)夂笤龠M(jìn)行燃燒,因此對(duì)與鍋爐匹配的熱解氣化裝置的結(jié)構(gòu)、氣化性能及鍋爐燃燒的煙氣處理進(jìn)行研究,具有重要意義。本文以供蒸汽量為8t/h的鍋爐系統(tǒng)匹配的生物質(zhì)成型燃料熱解氣化裝置為研究對(duì)象,該裝置將進(jìn)料、熱解氣化、產(chǎn)出的可燃?xì)馀c二次風(fēng)混合區(qū)域設(shè)置在三個(gè)獨(dú)立區(qū)域,避免了傳統(tǒng)固定床氣化裝置氣化室內(nèi)出現(xiàn)局部高溫的現(xiàn)象,并且實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)進(jìn)料及排灰。對(duì)該裝置的最大及最小進(jìn)料量工況的輸出功率進(jìn)行測(cè)試,得出該熱解氣化裝置中對(duì)燃料所含熱值的利用率為90%左右,生物質(zhì)成型燃料的碳轉(zhuǎn)化率達(dá)到88%左右。對(duì)熱解氣化產(chǎn)出的可燃?xì)饨M分進(jìn)行了測(cè)定,得出熱解氣化過(guò)程以空氣-水蒸氣為氣化劑,使熱解氣化產(chǎn)出的可燃?xì)庵袣錃夂窟_(dá)到15.27%~17.43%。氣化室下部的料排采用獨(dú)特的具有圓弧狀氣流流道結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),使氣流流經(jīng)時(shí)產(chǎn)生左、中、右三向的出風(fēng)方式,對(duì)燃料顆粒造成擾動(dòng),避免了燃料在料排上的堆積,有利于生物質(zhì)燃料氣化反應(yīng)的進(jìn)行。對(duì)氣化劑在該區(qū)域的流動(dòng)進(jìn)行仿真,得出氣化劑以三向出風(fēng)方式進(jìn)入氣化區(qū)域時(shí),相比傳統(tǒng)垂直出風(fēng)進(jìn)入氣化區(qū)域時(shí)速度更高且分布更均勻。隨后對(duì)燃料的熱解氣化過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬分析,得出了不同氣化參數(shù)條件下的可燃?xì)饨M分、熱值及碳轉(zhuǎn)化率,得出在該氣化裝置內(nèi)空氣當(dāng)量比為0.25,水蒸氣與生物質(zhì)質(zhì)量比為0.2時(shí)的氣化效果較為理想。對(duì)實(shí)際運(yùn)行工況下鍋爐內(nèi)的燃燒進(jìn)行仿真,并分析了在氣化裝置出口部分,即鍋爐燃燒器部位加裝旋流片對(duì)爐內(nèi)燃燒反應(yīng)的影響,得出旋流片具有促進(jìn)可燃?xì)庠跔t膛內(nèi)燃燒的效果。最后對(duì)該鍋爐系統(tǒng)的煙氣,采用選擇性非催化還原技術(shù)(SNCR)方法進(jìn)行氮氧化物脫除,并經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試對(duì)不同質(zhì)量濃度、不同還原劑噴入點(diǎn)溫度與氨氮比的條件下的脫硝效率進(jìn)行了對(duì)比,得出在脫硝過(guò)程中,質(zhì)量濃度為15%的尿素溶液在氨氮比為2左右,噴入爐內(nèi)溫度900℃左右的條件下,脫硝效率達(dá)到84%左右,可滿足鍋爐煙氣排放國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TK6
【圖文】：

第一章 緒 論課題的研究背景及意義能源是社會(huì)發(fā)展及生存的物質(zhì)基礎(chǔ)。目前世界能源消耗仍以石油、煤炭及天然再生能源為主。大量消耗及不斷開采傳統(tǒng)化石燃料，對(duì)生態(tài)、環(huán)境造成了破壞并導(dǎo)致溫室氣體的含量在大氣中的濃度不斷提升，對(duì)全球變暖及氣候的變化有，因此，對(duì)可再生替代能源進(jìn)行研究對(duì)于構(gòu)建可持續(xù)發(fā)展社會(huì)具有深刻意義。石油等化石燃料的大量消耗和不斷開采，對(duì)生態(tài)、環(huán)境均造成了嚴(yán)重的污染。的燃燒也導(dǎo)致大氣中溫室氣體濃度不斷的提升，是全球變暖及氣候變化的主要；化石燃料消耗量的持續(xù)增長(zhǎng)也導(dǎo)致全球范圍內(nèi)，與能源利用相關(guān)的粉塵、NCO2 及 SO2 排放量不斷的增加。故尋求并發(fā)展可再生替代能源成為推動(dòng)社會(huì)展的必然需求[1-3]。

傳統(tǒng)生物質(zhì)能應(yīng)用方式中，層燃方式的熱效率低，且煙氣污染嚴(yán)重。傳統(tǒng)固定床氣化裝置煙氣排放超標(biāo)，熱解氣化過(guò)程產(chǎn)生大量灰渣，難以實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定的運(yùn)行，因而無(wú)法適配大型鍋爐系統(tǒng)。本文研究的新型生物質(zhì)成型燃料熱解氣化裝置與傳統(tǒng)生物質(zhì)氣化裝置相比，結(jié)構(gòu)上進(jìn)行了改進(jìn)，將氣化裝置內(nèi)的進(jìn)料區(qū)域與氣化區(qū)域分隔開，提升了氣化裝置內(nèi)氣化反應(yīng)的進(jìn)行程度，生物質(zhì)燃料氣化過(guò)程較為復(fù)雜，對(duì)其氣化場(chǎng)所及氣化過(guò)程的研究具有重要意義。2.1 新型生物質(zhì)成型燃料熱解氣化裝置的結(jié)構(gòu)本文所研究的熱解氣化裝置，主要與工業(yè)供熱供蒸汽用鍋爐系統(tǒng)進(jìn)行適配，氣化產(chǎn)氣量大，采用模塊化設(shè)計(jì)，能夠與不同熱負(fù)荷，如供蒸汽量為 8t/h 的鍋爐系統(tǒng)進(jìn)行匹配。生物質(zhì)成型燃料熱解氣化利用的工藝流程如圖 2-1 所示，燃料在進(jìn)料機(jī)作用下進(jìn)入到氣化裝置內(nèi)，發(fā)生熱化學(xué)轉(zhuǎn)化，燃料經(jīng)過(guò)氣化反應(yīng)產(chǎn)出的可燃?xì)馑腿氲藉仩t系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行燃燒，進(jìn)行工業(yè)供熱或供蒸汽。

圖 2-2 傳統(tǒng)生物質(zhì)氣化裝置示意圖解氣化裝置是一種新型經(jīng)過(guò)結(jié)構(gòu)改進(jìn)的設(shè)備，為滿足燃進(jìn)生物質(zhì)成型燃料的高效熱解氣化，從結(jié)構(gòu)上將氣化裝，分別為，生物質(zhì)成型燃料的進(jìn)料室，燃料的熱解氣化。

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2769480