新型固定床生物質(zhì)氣化及燃氣燃燒特性的研究.pdf

1、生物質(zhì)氣化技術(shù)是農(nóng)林廢棄物實現(xiàn)資源化利用的有效途徑，對緩解能源壓力、保護環(huán)境具有雙重意義。本文自行設(shè)計的新型反燒式固定床氣化爐，是對傳統(tǒng)固定床氣化爐的一種創(chuàng)新。該技術(shù)不但降低了生物質(zhì)的有效能量損失，還減少了產(chǎn)氣中的焦油含量，解決了傳統(tǒng)固定床床層易“搭橋”的難題。而對低熱值生物質(zhì)氣燃燒器及燃燒特性的研究，則是實現(xiàn)生物質(zhì)氣用于蒸汽鍋爐燃料的關(guān)鍵技術(shù)。本文針對新型固定床的反應(yīng)模式及所產(chǎn)生物質(zhì)氣的特點，結(jié)合理論計算、試驗研究及數(shù)值模擬多種研究方

2、法，對固定床氣化爐的氣化特性及低熱值生物質(zhì)燃氣的燃燒特性進行了研究。其主要內(nèi)容和結(jié)論為：
　　 (1)建立了基于物料平衡、化學平衡及能量平衡的生物質(zhì)氣化熱力學平衡模型。用該模型對固定床氣化區(qū)進行理論計算，研究了原料含水量及空氣當量比ER對產(chǎn)氣的影響。表明原料干基含水量增大，產(chǎn)氣熱值和氣化效率均下降；ER存在一個最優(yōu)值0.40，此時氣化效果最佳。
　　 (2)深入研究了空氣量對反燒式固定床氣化爐氣化特性的影響。最優(yōu)空氣當量

3、比為0.242，此時燃氣中H2含量15.3％、CO含量13.0％、CH4含量2.67％，低位熱值為4581.2kJ/Nm3，氣化效率為57.1％。另外，氣化剩余木炭熱值高于29.5×103kJ/kg，氣化爐燃氣與木炭的綜合轉(zhuǎn)化效率最高達86.5％，比常規(guī)固定床氣化爐高10％～15％，表明該固定床為一高效的生物質(zhì)熱化學轉(zhuǎn)化設(shè)備。
　　 (3)氣化剩余木炭固定碳含量高于87％、灰分與揮發(fā)分均低于6.5％，且已具備一定的吸附性能；采用

4、壓汞法分析了木炭的孔隙結(jié)構(gòu)，表明其孔徑以4μm與8μm的中孔為主；ER=0.242時熱解氣化剩余木炭的孔容積、比表面積及孔隙率均為最大，其值分別為4.094cm3/g、18.64m2/g和82.18％。
　　 (4)在自行設(shè)計的燃燒器上試驗研究了低熱值生物質(zhì)燃氣的燃燒特性。結(jié)果表明生物質(zhì)氣化燃氣在套筒式擴散噴嘴條件下能實現(xiàn)穩(wěn)定、清潔燃燒，燃燒溫度為500℃～650℃，完全可以作為蒸汽鍋爐及工業(yè)爐的燃料。
　　 (5)應(yīng)用