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生物质流化床气化及结渣特性实验研究

贤建伟  
【摘要】:人类社会正面临着巨大的能源压力和环境压力,开发利用可再生能源已迫在眉睫。生物质能作为一种清洁无污染的可再生能源,其开发利用引起了世界各国的关注。生物质流化床气化技术作为生物质能利用的先进工艺,其研究与应用对于解决人类社会面临的能源压力和环境压力具有重要的意义。 本文在主床内径100mm,高5000mm的生物质循环流化床气化系统实验台上对生物质流化床的气化特性进行实验研究,并对生物质流化床气化实验过程中出现的结渣现象进行分析和研究。 首先在冷态实验台上进行稻壳、杨木锯末、破碎的棉杆成型燃料单组份以及分别与河砂双组份的流化特性实验,循环流化床冷态试验台各部件性能实验,采用与生物质循环灰类似的0~0.6mm河砂为原料的整床循环实验。结果表明:稻壳、杨木锯末、破碎的棉杆成型燃料加入河砂作流化介质后,其流化性能得到了极大的改善;实验台各部件满足实验要求;与生物质循环灰类似的0~0.6mm河砂在循环流化床冷态实验台上能实现良好循环和流化。 其次在热态实验台上,以河砂为床料,棉杆成型燃料为原料进行气化实验主要考察生物质流化床气化过程中主床的温度分布及压差分布情况、燃气成分、气化指标、能量分布等,分析得出散热损失和排烟损失相对较大是导致气化效率偏低的主要原因。 最后进行河砂、高铝矾土、方镁石三种不同床料的生物质流化床气化长时间连续稳定运行实验和河砂、方镁石两种床料的生物质流化床气化定期更换床料的实验。重点考察河砂、高铝矾土、方镁石三种不同床料在长期气化运行过程中的结渣特性和采用定期更换床料方法预防生物质流化床气化过程结渣的可行性。结果表明:采用成分与河砂有很大不同的高铝矾土、方镁石作床料不能避免生物质流化床气化长时间连续稳定运行中结渣发生的趋势变大;在生物质流化床气化过程中,采用定期更换床料的方法可以使床料中导致结渣的碱金属保持在较低含量,从而避免结渣现象的发生。


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