探析固定床中生物质气化过程研究

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1、天津大学硕士学位论文固定床中生物质气化过程研究姓名：毛燕东申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：张金利20080601中文摘要随着化石能源日趋紧缺及其所造成的环境污染日益加重，生物质作为洁净的可再生能源之一引起了世界各国的高度关注。本文应用热分析方法研究了生物质和煤各自的热解特性以及混合后的热解特性，研究了生物质种类、升温速率以及混合比例等参数对样品热解特性的影响。研究发现：生物质和煤相比，其挥发分起始析出温度、热解完全时对应温度均较低，放热峰出现的时间比煤的早。生物质混煤的挥发分开始析出温度均比煤低，随混煤中生物质比例的增加，挥发分起始析出温度下降，混煤热解完全时对应的温度降低；在小型

2、固定床中进行热解试验，分析了不同温度区间对生物质、煤、生物质与煤混合物热解产物产率的影响。本文自行设计了两套生物质气化装置：上吸式、下吸式气化炉及后续净化装置。在两套装置中分别进行生物质(棉秆、麦秸秆)、生物质与煤的共气化实验，采用气相色谱仪等仪器，测试并验证了固定床生物质气化机组的炉膛温度分布、燃气组分、低位发热值及杂质含量等主要性能指标，同时分析了物料种类、粒径、空气流量、炉膛温度等因素对气化效果的影响。对比生物质单独气化与煤、生物质共气化的实验结果，得出：煤与生物质的共气化较之生物质单独气化具有更高的产气率和气化强度，但气化气中焦油含量也增加了。将上吸式固定床气化装置大型化，大型气化装

3、置采用棉秆作为气化原料，气化强度为120k∥(m2．h)，产气率约为3．0m3／l(g，气化气热值为4413kJ／m3左右，H2与CO比值范围为：1：2．48～1．17：l，气化效率约为77％；产生的气化气用于给2600m2车间供暖，冬季室温可达18℃以上。关键词：生物质固定床气化热解特性共气化ABSTRACTWitht11eShortageoffossilmelsandsevereenViromentaIpollution，blomass，asaclean．storableandtransmi鼬lerellewableenergyresource，hasbeena_ttachedtogre

4、atattemionaroundtheworld．Inthisp印er，thepyrolysischaracteristicsofbiomaSs，coalar—theirblendingwerestudiedbythemal铲aVime仃icanalysis(TGA)．Theeffectsofbiomassspecles，heatingratesandmixedproportionsweres．tudied．Theresultsshowthat，comparmgwithcoal，theignitiontemperatureofdeVolatilizationandcompletepyroly

5、slstemperatureofbiomassarelower，theoccurringtimeofexothemicpeakwasearIler，卸dthecompletepyrolysistimewasshoner．TheblendingofbiomassandcoaIhaslowerignitiontemperatureofdevolatmzationthancoal，withthemcreasmgotbiomassproportiontocoal，theignitiontemperatureofdeV01atilizationandcompletepyrolysistemperatu

6、redecrease．ThisthesisdiscussedproductdistributioniTlVarioustemperaturerangesusingthefixed．bedpyrolyser·Twrosetsofbiogasprocessingunitweredesigned，theyarefixed-bedupdIa董七gasifier，fixed．beddowndraRgasifierandgascleaningsystem．Thegasi：ficationtestofbiomass(cottonstalkandwheatStalk)andco-gasificationte

7、stofbiomassandcoalwerecarriedoutonthetwosetSofbiogasprocessingunit·BymeansotgaSchromato霉，amandotherequipments，thispapertestedandVerifiedmaintechnicalperfonnances，suchashearthtempe“lturedistribution，gasingre