1999年第10期节能·7·生物质在流化床中的气化实验辽宁省能源研究所(营口115000)肖艳京马隆龙摘要笔者在意大利Aquila大学同该校Rapagna副教授和伊朗博士生JandNader以中国某木材加工厂的加工剩余物木屑为原料,用小型流化床进行了空气气化实验。反应温度控制在800℃,气化效率可达70%,气化气热值在6～12MJ/Nm3。随着空气供给量的增加,气化气热值降低而产气率增加。关键词流化床生物质空气气化1前言中硫的含量极低,基本上无硫化物的排放。所随着人们对能源需求的日益增长,作为主要以,利用生物质作为替代能源,对改善环境,减少能源来源的化石燃料却迅速地减少,因此,寻找大气中二氧化碳含量从而减少“温室效应”都有一种可再生的替代能源便成为社会普遍关注的极大的好处。因此,将生物质作为化石燃料的替焦点。生物质能源是一种理想的可再生能源,它代能源,便会向社会提供一种各方面都可接受的来源广泛,每年都有大量的工业、农业及森林废可再生能源。弃物产出。即使不被用于生产能源,这些废弃物生物质气化技术是本世纪出现的一种新技的处理也是令人头疼的事情。仅欧盟每年便产术,至今已有了较快的发展。很多研究人员在该出5亿吨(干基)此类物质[1]。另外,世界上领域进行了不同技术的研究。尤其是近年来很87%的能源需求[2]来源于化石燃料,这些燃料多人员对流化床生物质气化进行了研究,但由于燃烧时,向大气中排放出大量的二氧化碳。生物实验条件和其它诸多因素的影响,不同人员的研质作为燃料时,由于它在生长时需要的二氧化碳究结果存在着很大的差别。本文的研究领域是量相当于它燃烧时排放的二氧化碳量,因而对大流化床中生物质的空气气化,旨在探讨空气量对气的二氧化碳净排放量近似于零。而且,生物质气化结果的影响。控制理论基础上发展起来的。汽压P组成单回度;路调节系统,但增加了蒸汽流量D作为前馈信(2)调煤同时调风;号。燃料量信号经过运算后,再用氧量信号校(3)送风挡板开度或变频电机频率量作为负正,按风煤比关系得出送风挡板开度。负压系统压系统的前馈信号。采用单回路调节,送风开度指令运算后作为引风存在问题:系统控制的前馈信号。当负荷变化时,汽压和蒸(1)与方案三相同,用蒸汽流量D作为前馈汽流量发生变化。通过燃料调节器调节燃料量,信号,可以部分解决滞后问题,却带来了因内扰同时通过风煤比关系调节送风。送风调节的同引起的误操作;时,通过调节引风维持负压的变化。方案四特点(2)调煤同时调风,在燃料用量突然加大时,及存在的问题如下:可能会因为空气量不足而冒黑烟,恶化环保效特点:果。(未完待续)(1)蒸汽流量D作为前馈信号调节链条速编辑/王建成©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.·8·节能1999年第10期2生物质原料特性由于进料器尺寸较小,因此需将木屑进行粉生物质原料采用工业地板块厂的废弃木屑,碎,并用0.3mm和1.0mm标准筛筛分,留取中其特性分析如表1。间部分。筛分后颗粒平均尺寸为548μm。表1生物质原料的特性分析工业分析元素分析水分堆积密度灰分热值挥发分固定碳CHONS(%)(kg/m3)(%)(kJ/kg)(%)(%)(%)(%)(%)(%)(%)6.691610.681640677.9314.7047.255.7938.820.19S03实验设备及过程下返式供气。为了保证流化态均匀,配入不同量实验系统主要由流化床反应器、进料系统、的N2,使通入空气量与N2量总和一定。加热系统、气体冷却净化系统和气体成分分析仪3.2进料器组成。该实验使用的进料器是一种带有微小进料3.1流化床反应器模式GMD-60/2-5的速度调节(ST/GMD)控流化床反应器由奥氏体不锈钢(ASTM,制装置,采用槽式进料方式,通过调节转速来调A312)制成,内径60mm,底部配有单孔尺寸为节进料器,为了使物料迅速下落,向进料管中通入适量的。10μm的气体分布器。详细结构如图1所示。N23.3气体冷却净化系统气体冷却系统由一个换热器及二级冷凝器组成,换热器和第一冷凝器用冷水作为冷却介质,第二冷凝器用冷冻液作为冷却介质,在每个冷凝器底部设有锥形瓶收集冷凝物(水、焦油)。3.4气体成分分析两台气体成分分析仪直接接入出气管,随时对气化气成分进行分析,从中确定N2、H2、CO、CO2及CH4的含量。3.5实验过程预先确定进料速度及所对应不同比例的空气量,系统的密闭性是通过通入N2量与出口流量计显示流量相等来检查确定的。加热流化床至800℃开始进料,同时定时记录气体流量计读