稻壳循环流化床气化实验研究

论文摘要

本论文针对稻壳循环流化床气化技术进行研究,探讨循环流化床循环流化特性,掌握其运行规律,为生物质气化技术利用提供指导。首先在模拟流化床实验台上进行了冷态流化特性研究,并对所得结果进行分析,然后进行热态实验。以稻壳为原料,石英砂为辅助床料,待循环流化床气化炉炉膛温度提高到800℃以上燃烧稳定时,通过逐步调整风料比,过渡到气化状态,后进行相关数据测试。冷态实验发现,循环流化床布风板阻力随着进风量的增加而增大,阻力越大,布风越均匀,但鼓风机电耗增加。稻壳流化性不好,容易出现颗粒间的粘结搭桥,其临界流化速度对应压力曲线波动较大。石英砂流化特性良好,临界流化速度对应压力曲线较稳定且与理论曲线相吻合;颗粒度增大,临界流化速度随之增大。回料装置实验发现,回料量随流化速度增加而增大,但速度增加到一定值时,回料量会突然迅速增长。热态实验发现,流化床物料循环正常时,炉膛内温度分布均匀,各温度波动较小;否则分布规律性差,波动性大。随着空气当量比ER增大,燃气可燃成分含量和热值增加;ER增大超过某一临界值后继续增大时,燃气可燃成分含量和热值减小;当量比在0.28左右时,对气化反应比较有利。炉膛内温度提高可增加燃气中可燃成分,但温度提高需要消耗部分可燃气。因此,存在一个优化值,本实验发现,750℃是气化炉正常运行的合理温度。石英砂是一种热载体,起到辅助循环作用,对流化床稳定运行至关重要,能有效保持炉膛内温度分布均匀。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 生物质能源
• 1.2 论文背景及意义
• 1.3 主要研究方法和内容
• 1.3.1 研究方法
• 1.3.2 主要研究内容
• 第二章 文献综述
• 2.1 流化床技术发展过程
• 2.2 生物质循环流化床气化技术简述
• 2.2.1 循环流化床技术原理和特点
• 2.2.2 国内外循环流化床气化技术现状
• 2.2.2.1 国外研究与应用现状
• 2.2.2.2 国内研究与应用现状
• 2.3 循环流化床特性
• 2.3.1 循环流化床动力特性
• 2.3.2 流化床内传热
• 2.4 循环流化床主要部件装置
• 2.4.1 布风板
• 2.4.2 循环回料装置
• 2.5 本章小结
• 第三章 实验原料特性研究
• 3.1 生物质原料
• 3.2 稻壳特性
• 3.2.1 稻壳物理特性
• 3.2.2 稻壳化学特性
• 3.2.3 稻壳热解特性
• 第四章 循环流化床冷态实验
• 4.1 布风板实验研究
• 4.1.1 布风板选型
• 4.1.2 布风板阻力特性
• 4.2 临界流化速度测定
• 4.2.1 稻壳临界流化速度测定
• 4.2.2 石英砂临界流化速度测定
• 4.3 稻壳石英砂混合物流化特性研究
• 4.4 循环回料装置实验研究
• 4.5 本章小结
• 第五章 稻壳在循环流化床气化热态实验
• 5.1 实验装置
• 5.1.1 给料装置
• 5.1.2 流化床主床
• 5.1.3 循环回料床
• 5.1.4 除尘器
• 5.1.5 风机
• 5.1.6 操作控制系统
• 5.2 稻壳气化当量比计算
• 5.2.1 稻壳理论燃烧空气量计算
• 5.2.2 稻壳空气气化当量比
• 5.3 流化床流化风速计算
• 5.4 实验结果与讨论
• 5.4.1 空气当量比影响
• 5.4.2 循环回料影响
• 5.4.3 流化床炉膛内温度影响
• 5.4.4 石英砂颗粒度影响
• 第六章 实验结论及未来工作建议
• 6.1 稻壳循环流化床气化实验研究
• 6.2 未来工作建议
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢