流化床生物质气化实验报告
分布式生物质气化-流化床燃料电池热电联供关键技术及示范
分布式生物质气化-流化床燃料电池热电联供关键技术及示范1.引言1.1 概述概述随着能源需求的不断增长和环境保护的日益重视，生物质气化-流化床燃料电池热电联供技术逐渐成为国内外研究的热点之一。
该技术以可再生生物质作为气化燃料，通过气化过程将生物质转化为可燃气体，并利用流化床燃料电池将气体中的可燃物质进行电化学反应转化成电能和热能。
通过该技术，不仅可以高效利用生物质资源，还可以降低能源的污染排放。
本文将对分布式生物质气化-流化床燃料电池热电联供技术的关键技术及其示范进行深入研究和探讨。
首先，将介绍分布式生物质气化技术的原理和应用情况。
随后，将详细探讨流化床燃料电池技术的原理、发展现状以及关键技术。
最后，通过总结关键技术和现有示范案例，展望分布式生物质气化-流化床燃料电池热电联供技术的应用前景。
本文旨在为相关领域的研究者和工程技术人员提供一份关于分布式生物质气化-流化床燃料电池热电联供技术的全面指南。
希望通过对该技术的深入了解和研究，推动生物质能源的可持续发展，促进清洁能源的应用，为建立低碳、环保的能源系统做出贡献。
1.2文章结构文章结构部分可以如下编写：1.2 文章结构本文主要分为三个部分进行叙述，具体结构如下：第一部分引言，主要介绍了分布式生物质气化-流化床燃料电池热电联供技术的背景和意义，阐述该技术在能源领域的重要性。
同时也对文章的整体结构进行了简要的概述。
第二部分正文，主要分为两个章节进行阐述。
第一个章节将介绍分布式生物质气化技术，包括其原理、工艺步骤和关键技术要点等内容。
第二个章节将介绍流化床燃料电池技术，包括其基本原理、电化学反应、材料选择等方面的内容。
通过对这两项关键技术的介绍，旨在全面了解分布式生物质气化-流化床燃料电池热电联供技术的原理和技术指标。
第三部分结论，主要分为两个小节进行总结。
第一个小节将对关键技术进行总结，列举并分析了分布式生物质气化-流化床燃料电池热电联供技术中的关键技术点，并对其进行评价和展望。
生物质循环流化床气化的实验
生物质循环流化床气化净化系统的应用摘要：介绍了生物质循环流化床气化的实验系统、实验方法和结果分析。
关键词：循环流化床；气化；生物质Experiment on Biomass Gasification in Circulating FluidizedBedMA Wen-chao，HU Yan-jun，LIU Fang-jin， CHEN Guan-yi(Institute of Bioenergy and Wastes Treatment，Tianjin University，Tianjin 300072，China)Abstract：The experimental system，experimental method and result analysis of biomass gasification in a circulating fl uidized bed are introduced.Key words：circulating fluidized bed；gasification；biomass。
生物质是一种新型、清洁的可再生资源[1、2]，与其他可再生能源相比，生物质资源量大且分布广[3]，处理技术简单，应用范围广。
因此，在众多的可再生能源中，生物质因产量丰富、易于利用、温室气体减排效果好而受到世界各国的重视[4]。
该技术采用空气预热式循环流化床作为燃气生成和空气预热系统，由旋风分离器、文丘里管和水洗塔构成燃气净化系统，还具有污水处理池等污水处理及循环系统，具有适用性广，技术性能高的特点，它可以单独或同时处理几种废料，包括木屑、谷壳、秸秆或甘蔗渣等，日处理废料量可以从１０吨到２００吨，所产生的燃气可发电几百k W到几千kW，而且耗水量低，热效率高（大于１６％）传统处理生物质的方法是在燃烧炉里直接燃烧，利用效率低，造成生物质能的巨大浪费。
现代的处理方法能克服上述不足，具体方法有：直燃生物质进行热电联产，热化学转化方法制取燃气，生物化学法制取气体、液体燃料等[6～10]。
串行流化床生物质气化制取合成气试验研究
第29卷第11期中国电机工程学报 V ol.29 No.11 Apr. 15, 20092009年4月15日 Proceedings of the CSEE ©2009 Chin.Soc.for Elec.Eng. 111 文章编号：0258-8013 (2009) 11-0111-08 中图分类号：TQ 353 文献标志码：A 学科分类号：470⋅20串行流化床生物质气化制取合成气试验研究吴家桦，沈来宏，肖军，王雷，郝建刚(东南大学热能工程研究所，江苏省南京市 210096)Experimental Study on Syngas Production From Biomass Gasification inInterconnected Fluidized BedsWU Jia-hua, SHEN Lai-hong, XIAO Jun, WANG Lei, HAO Jian-gang(Thermal Engineering Research Institute, Southeast University, Nanjing 210096, Jiangsu Province, China)ABSTRACT: High quality syngas production in interconnected fluidized beds of biomass gasification was investigated experimentally. The gasification-required heat was achieved by means of the external recirculation of inert particles in interconnected fluidized beds. The effects of gasifier temperature and steam/biomass ratio on syngas composition, syngas yield, syngas heating value, and total carbon conversion were discussed. The results indicate that the flue gas of combustion and the syngas of gasification are never mixed, and high quality syngas which is free of N2 dilution can be obtained from the gasifier. With the increase of gasifier temperature, ϕ(H2)/ϕ(CO) decreases, syngas yield increases, and heating value of syngas decreases, total carbon conversion increases remarkably with the gasifier temperature at the lower temperature range 720 to 820℃, and reaches its maximum of 91% at the gasifier temperature of 820℃, and then keeps nearly constant. There is an optimal value of steam/biomass ratio corresponding to maximal syngas yield and total carbon conversion. For the gasifier temperature of 820℃, syngas yield and total carbon conversion reach their maximum at the steam/biomass ratio of 1.4, and then decrease with the further increase of steam/biomass ratio. The maximum syngas yield and heating value can be attained 1.87m3/kg and 13.20MJ/m3, respectively.KEY WORDS: thermal power engineering; interconnected fluidized beds; biomass gasification; syngas基金项目：国家自然科学基金项目(20590367，90610016)；国家重点基础研究发展规划基金项目(2006CB20030201，2007CB210208)；国家高技术研究发展计划项目(863计划)(2006AA05Z318)。
典型生物质流化床气化中试试验研究
ISSN 1672-9064CN 35-1272/TK作者简介:李姜昊(1994~),男,华中科学大学煤燃烧国家重点实验室,研究生,硕士。
通讯作者:张世红(1966~),男,华中科学大学煤燃烧国家重点实验室,教授,博导。
典型生物质流化床气化中试试验研究李姜昊1张世红1邵敬爱2杨海平1陈汉平1,2(1华中科技大学能源与动力工程学院煤燃烧国家重点实验室湖北武汉4300742华中科技大学能源与动力工程学院新能源科学与工程系湖北武汉430074)摘要在中试规模流化床上研究稻壳与木屑、空气当量比ER 及气化温度(650-800℃)对气化特性的影响。
结果表明:木屑、稻壳在ER 为0.2左右时达到最佳气化工况,热值分别为5.39MJ/m 3、6.04MJ/m 3,气化效率分别为46.15%、51.91%;随着ER 的增大,气化炉温度呈现先增加后减小趋势,过高或过低的ER 都不利于生物质气化反应;随着温度的增加,合成气可燃组分增加,CO 2组分减小,气体热值、气化效率上升。
关键词生物质流化床中试试验空气当量比(ER )气化中图分类号:TK6文献标识码:A文章编号:1672-9064(2020)03-042-050引言随着化石能源的消耗和环境保护的双重压力.世界各国越来越重视可再生能源的开发利用。
生物质能位居世界能源总消耗量的第4位,其转化利用在整个可再生能源中具有重要地位[1]。
由于生物质的挥发分含量大、碳活性高、灰分及硫元素含量低,使其成为理想的气化原料[2]。
传统的固定床气化方法气化效率低、生产强度较小,不适宜较大的工业化生产[3]。
而流化床气化炉气化强度高,生产强度大,且燃气的热值可在一定的范围内调整[4],适合大型的工业供气系统。
早期关于生物质气化特性研究主要集中在实验规模的台架,耿峰等[5]以玉米木屑为原料,利用下吸式固定床气化炉进行了空气气化,合成气热值约为3.91~4.44MJ/m 3;诸林等[6]以松木与玉米木屑为原料进行了串行流化床气化动力学模拟,随着水蒸气的增加,干气产率增加,CO 2和H 2含量升高,O 含量降低;李洪亮等[7]在实验室规模流化床上以水蒸气为气化剂,对稻壳进行热解气化,得出温度的升高可提高气体组分中CH 4和H 2的含量,CO 的含量呈先增加再降低的趋势。
流化床生物质气化发电过程动力学建模与验证
流化床生物质气化发电过程动力学建模与验证一、引言气化发电技术是一种利用生物质发电的新型可再生能源发电技术，它采用生物质颗粒乾燥后，在被蒸汽加热的气流气化器中，将有机物分解为气态气体，释放出的潜热来发电。
流化床气化发电技术有利于克服固体燃料粉碎、输送和加热的障碍，使发电过程产生更多的耦合机制，从而提高发电效率，是一种新型有效发电方式。
然而，目前流化床发电技术存在着一系列负面问题，其中，动力学建模和验证是其中的重要技术之一，它的实现对促进流化床气化发电技术发展具有重要的意义。
本文重点介绍了流化床气化发电过程动力学建模和验证的方法。
首先，针对流变床的特性，介绍了流化床发电建模原理，然后，介绍详细介绍了运用流化床气化发电建模原理实现发电过程动力学建模，最后，重点阐述了流化床气化发电过程动力学建模验证方法。
二、流变床气化发电建模原理流变床气化发电是指将生物质粉料给入被蒸汽加热的气流气化器燃烧后，用气流将燃烧产生的气体分离出来，用蒸汽来驱动机器来发电的过程。
根据流变床的工作原理，采用流变床发电，对应有三个主要的动态参数：气流速度、蒸汽压强和发电效率。
通过了解发电过程的解耦关系，利用蒸汽分压的过程，以及发电机的电势来描述动力学行为。
1)气流速度：气流速度取决于气化器的尺寸、温度、压力等因素，以及燃料的粒度等因素，通过设置不同流速，使气化器内的燃料处于颗粒流动状态，从而获得最大的效率。
2)蒸汽压力：蒸汽驱动的流化床发电，蒸汽的压力受到气化器的封闭程度和气体的不均匀性等多种因素的影响，决定着机器的产生功率角动作来发电。
3)发电效率：发电效率由气体布置和气流分布决定，受到燃料密度、气流结构、燃烧室体积、烧嘴尺寸等多种因素的控制，一般而言，发电效率随着气流速度和混合点温度的增大而提高。
1)气体动力过程：采用流变床气化发电原理，可以根据实际的发电工况，以气流、流体力学等原理来建模气体动力过程，确定气流有效利用率。
3)发电效率：从发电的功率因数出发，应用稳态和瞬态的动力学原理，建立发电机的发电效率模型，以确定发电有效利用率。
四流化床生物质气化特性的实验及数值模拟研究
四流化床生物质气化特性的实验及数值模拟研究四流化床生物质气化特性的实验及数值模拟研究摘要：本研究以生物质为原料，利用四流化床气化技术进行气化实验，并对实验结果进行模拟分析。
通过改变氧气分布方式和流速等气化参数，研究其对气化特性的影响。
实验结果表明，在流动床率相同的情况下，完全混合氧供应方式下，生物质气化效率相对较高。
在数值模拟过程中，采用了多相流数值计算方法对气化过程进行数值模拟，实验结果与数值模拟结果基本一致，证明了模拟方法可信可靠。
本研究结果可为四流化床气化技术的优化和生物质气化技术的发展提供参考和建议。
关键词：四流化床；生物质气化；实验；数值模拟；氧气分布方式；流速一、引言气化技术在生物质能源领域有着广泛的应用价值。
四流化床气化技术是目前应用较为广泛的一种气化技术。
然而，气化反应复杂，气化所需气体成分、流速、温度等参数的精细调节对气化效率的提高有着重要的作用。
因此，本研究通过实验及数值模拟的方式研究四流化床生物质气化特性，通过调节氧气分布方式和流速等气化参数，探究其对气化效率的影响，为四流化床气化技术的优化和生物质气化技术的发展提供参考和建议。
二、实验部分1. 实验设备本实验中采用4流化床气化实验装置进行实验。
该装置由气化炉体、光束采集系统、气氛控制系统等组成。
气化炉由内圆管和外环形管构成，内管为气化反应区，外管则用于供氧和控制炉温。
光束采集系统用于对反应过程中光学成像，以获取生物质燃烧及气化现象。
气氛控制系统则用于控制床层温度及气氛组成。
2. 实验方法本实验选用切碎的木屑作为原料，以流态化氧气和氮气组成的气体作为气化介质。
通过调节氧气分布方式和流速等气化参数，研究其对气化效率的影响。
实验结果以顶部床层温度、气体组成、产物组成为指标进行评估，并进行统计分析。
三、数值模拟部分采用ANSYS Fluent软件中的多相流数值计算方法，对实验中生物质气化过程进行数值模拟。
建立三维气化反应室模型，并参考实验数据对其进行验证。
生物质流化床气化技术应用研究现状
生物质流化床气化技术应用研究现状随着能源危机的不断加剧和环保意识的增强，生物质成为可再生能源的重要来源之一。
而生物质流化床气化技术作为一种高效利用生物质的能源转化技术，在国内外得到了广泛的应用和研究。
本文就生物质流化床气化技术的应用研究现状进行探讨。
一、生物质流化床气化技术概述生物质流化床气化技术是利用流化床反应器对生物质进行气化反应，使其转化为气体燃料的一种技术。
在流化床内，生物质颗粒被高速气流悬浮并与气体直接接触，因此可以在较低的反应温度下实现生物质的完全气化。
同时，流化床内部的湍流和固体与气体之间的热和质量传递可以进一步提高反应效率。
生物质流化床气化技术具有以下优点：1、资源丰富、可持续。
生物质是可再生资源，来源广泛，包括木材、农作物秸秆、林木剩余物、木薯渣等等。
2、环保效益好。
与传统能源相比，生物质气化产生的二氧化碳排放量低，可以减少对环境的污染。
3、经济效益明显。
生物质气化技术可以实现生物质的高效利用，产生的气体燃料可以替代传统的能源，对于推动节能减排、环境友好的经济模式具有积极的意义。
二、生物质流化床气化技术的应用研究现状1、研究进展在国内外，生物质流化床气化技术得到了广泛应用和研究。
研究人员通过实验室试验和大规模试验，对生物质气化反应的反应温度、反应压力、流化床粒径、生物质种类等参数展开了研究。
在反应温度方面，过高或过低的温度都会导致反应效率的降低。
研究表明，适宜的反应温度一般在800℃-900℃之间。
在生物质种类方面，各种不同的生物质具有不同的物理和化学性质，因此生物质流化床气化反应的效率受到生物质种类的影响。
研究表明，木材和秸秆等较为常见的生物质可以被有效气化。
2、应用场景生物质流化床气化技术在电力、燃气、化工等多个行业中得到了应用。
其中，电力是生物质流化床气化技术的主要应用领域。
在电力领域，生物质流化床气化技术已经得到了广泛的应用。
利用生物质气化产生的气体燃料发电可以替代传统的化石燃料发电，具有环保节能的优势。
流化床生物质气化过程的中试研究
流化床生物质气化过程的中试研究米 铁 刘武标 陈汉平 刘德昌(华中科技大学煤燃烧国家重点实验室,武汉430074)李善文 李 克 尹辅印(河南省南阳市光辉机械厂,南阳473000)摘 要 在流化床生物质气化炉内,用空气进行气化生物质(花生壳)的试验研究,分析的参数是ER(0.2—0.45),气化床的温度(750—850℃)。
当当量比ER在0.25—0.33范围内,气化燃气热值为6.2—6.8MJ/Nm3,气体产量在260—300Nm3/h。
并对七种农、林废弃物进行了初步气化实验研究。
生成的燃气成分:CO在14%—17%之间,H2含量一般低于10%,甲烷含量为5%—10%。
燃气热值多数在5300—6500kJ/Nm3,气化效率72.6%。
实验结果表明,流化床生物质气化炉可用于生物质气化。
关键词 生物质气化 流化床 燃气Experimental study of biomass gasif icationin fluidized bed gasif ierMi Tie Liu Wubiao Chen Hanping Liu Dechang(National Laboratory of Coal Combustion of Hua Zhong University of Science and Technology,Wuhan430074)Li Shanwen Li Ke Y in Fuyin(Guang Hui Mechanical Factory of Nan Y ang,Nanyang473000)Abstract Biomass(peanut shell)gasification with air in pilot fluidized bed gasifier is studied.Variables analyzed are equivalence ratio(from0.2—0.45),temperature of the gasifier bed(700—850℃)and unchanged secondary air in the freeboard.On the basis of optimal equivalence ratio,the experiments of seven different biomass wastes were also carried out.The component contents of gases are CO:14%—17%,H2: <10%,CH4:5%—10%.The heating value of gas is5300—6500kJ/Nm3.The gasification efficiency is 72.6%.The experimental results show that fluidized bed gasifier is suitable for biomass gasification.K ey w ords biomass gasification;fluidized bed;gas1 前 言随着社会对能源需求的日益增长,作为主要能源来源的化石燃料却迅速地减少,因此,寻找一种可再生的替代能源,便成为社会普遍关注的焦点。
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流化床生物质气化实验报告
一、实验目的
1. 了解流化床气化技术的基本原理和特点；
2. 掌握流化床生物质气化实验的操作步骤和注意事项；
3. 测定生物质气化产物的组成和质量，并对其进行分析和评价。
二、实验原理
生物质气化是将生物质在高温下和少量氧气或水蒸气作用下转化成气体的过程，主要包括物理变化、热解和气化反应。
流化床气化是一种高效、灵活、适用于各种生物质的气化技术。
流化床气化是利用气体动力学的原理，让气体通过布满细孔的固体床层，使床层呈现流化状态，达到充分混合的目的。
在这种状态下，生物质在高温下气化反应所需的温度减低，而且气化反应的速率大大加快。
三、实验步骤
1. 实验前的准备工作
a. 细磨生物质，并筛选出粒径在0.5~1.0 mm的颗粒；
b. 液化气罐、氮气气罐、循环水罐、氢气检测仪等设备检查和准备；
c. 将试验设备清洗干净，并进行消毒处理。
2. 生物质预处理
a. 将精细磨碎的生物质置于加热炉中，在350°C下干燥2h；
b. 将生物质暴露在200°C下，将生物质暴露在300°C、350°C、400°C、450°C温度下，分别在每个温度下干燥12h。
3. 开始实验
a. 将预处理好的生物质颗粒装入固定在试验设备内的试验装置中；
b. 测定试验开始前的初始重量；
c. 打开液化气罐，向试验装置中充入高压液化气体，使固体床层中气体充分流化；
d. 开始实验，设定气化反应温度和反应时间。
4. 实验结束
a. 关闭液化气罐，气体通道和试验设备内过多的气体通道，使气体压力下降到大气压；
b. 将试验装置取出，并将其放置在防护室中，防止气体泄漏；
c. 测定固体床层中的残余量和气化产物的组成和质量。
四、实验结果及分析
实验中得到的气化产物主要为氢气、甲烷、一氧化碳和二氧化碳等气体，并且检测结果显示气化产物中的氢气占主导地位，说明本次流化床生物质气化实验的效果良好。
同时，我们还对气化产物进行了质量分析，测定其产率、热值和成分等，评价了本次流化床气化实验的效果。
通过分析实验结果，可以得出以下结论：流化床气化技术是一种高效、灵活、适用于各种生物质的气化技术，并且具有很高的气化效率和气化产物质量；同时，本次实验所得到的气化产物主要为氢气、甲烷、一氧化碳和二氧化碳等气体，其中氢气占主导地位，说明流化床气化技术具有良好的氢气产率。