TLUD气化炉的气化特性试验研究

论文摘要

为解决我国农村能源短缺问题,改善农村生活脏乱差现象,应因地制宜,充分利用当地的农林废弃物,把原来作为废料处理的资源有效利用起来。生物质固定床气化炉能够直接利用各种农林废弃物,已经在农村得到有效利用,但普遍存在气化气热值偏低,水分和焦油含量高,燃烧不稳定,熄火,回火,搭桥等问题,尤其是产气焦油含量高的问题,严重限制了生物质气化技术在农村的推广。本文以此为出发点,旨在研制出一种能克服上述问题并适合农民的经济承担能力、又能明显改善他们的生活环境的炉灶具新产品,开发和研制新一代的高效洁净、低焦油、高稳定性的户用型生物质气化炉。首先借鉴国外对TLUD气化炉的研发经验,结合我国生物质特点和本团队在生物质气化方面研究多年的丰富经验,遵循简单低价、低焦油、高稳定性的原则,自行设计制作了一个小型顶部点火上吸式固定床(TLUD)气化炉试验台架。然后选用四种物料(花生壳、稻壳、刨花、木屑)进行了一系列的冷态和热态试验研究。试验发现四种物料在空气流量为2.5m3/h~4.0m3/h时气化效果最好,并将四种空气流量(2.5m3/h、3.0m3/h、3.5m3/h、4.0m3/h)下的试验数据进行整理分析。冷态试验研究发现,料层阻力几乎随空气流量呈正比增加,TLUD气化炉是在微正压下运行的;在同一截面上各点静压分布波动在3pa以内,说明所设计的风室和布风板可以保证布风的均匀性。热态试验从气化指标、炉内料层温度分布(包括产气出口温度和火焰温度)、产气成分和热值、各层反应特性、炉内传热特性、焦油特性等六个方面对TLUD气化炉的气化特性进行了全面的研究,并做了对比试验研究,发现TLUD(顶部点火方式)气化炉在产气稳定性和燃料适应性方面有了很大的提升,同时也克服了传统的底部点火方式上吸式固定床气化炉固有的搭桥现象和产气中水分焦油含量高的难点。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 我国农村用能现状
• 1.2 生物质固定床气化技术的历史及现状
• 1.3 我国生物质固定床气化炉存在的问题
• 1.4 课题的提出及内容
• 2 TLUD 气化炉的设计及冷态试验研究
• 2.1 TLUD 气化炉的研究现状
• 2.2 TLUD 气化炉的工作原理
• 2.3 TLUD 气化炉的设计及其台架搭建
• 2.4 TLUD 气化炉的冷态试验研究
• 2.5 本章小结
• 3 TLUD 气化炉的气化特性试验研究
• 3.1 原料特性
• 3.2 试验装置及试验方法
• 3.3 气化过程的指标
• 3.4 试验的结果与分析
• 3.5 本章小结
• 4 TLUD 气化炉焦油特性研究
• 4.1 焦油的定义及其危害
• 4.2 除焦油方法
• 4.3 焦油的取样和分析方法
• 4.4 试验方法及过程
• 4.5 试验的结果和分析
• 4.6 对比试验研究
• 4.7 本章小结
• 5 全文总结及展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 本文的创新与特色
• 5.3 下一步工作的设想
• 致谢
• 参考文献