在流化床气化炉中生物质与煤共气化的研究(I)以空气-水蒸汽为气化剂生产.pdfVIP

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第２９卷第２期太阳能学报Ｖｏ１．２９．Ｎｏ．２

２００８年２月ＡＣｒＡＥＮＥＲＣＩＡＥＳＯＬＡＲＩＳＳＩＮＩＣＡＦｅｂ．．２００８

在流化床气化炉中生物质与煤共气化的研究（Ｉ）

以空气．水蒸汽为气化剂生产低热值燃气

王立群，张俊如，朱华东，周浩生２，宋旭，王同章

（１．江苏大学能源与动力工程学院，镇江２１２０１３；２．丹麦技术大学化工工程学院，哥本哈根；

３．天津华能集团能源设备有限公司，天津３Ｏ１９ＯＯ）

摘要：在６００ｋＷ流化床气化炉工业示范装置上以空气一水蒸汽为气化剂，将生物质，煤按不同比例进行了共气化

的实验研究。在实验研究的运行条件下，得到了生物质／煤混合比例对气化炉工作温度、燃气热值、气体产率和气化

效率等重要技术参数的影响。对玉米芯／煤的比例为８１／１９时的典型实验结果表明：气化炉工作温度８６９￣Ｃ，空气当

量比ＥＲ＝０．２１，Ｓ／Ｂ＝０．２０时，气体产率１．９６／ｋｇ，燃气热值６．４Ｍ，Ｊ／，气化效率７１．３％，燃气中焦油含量小于

１０￣ｅ４，该炉经过连续运行考核，运行平稳，工况稳定。

关键词：生物质；流化床；共气化；空气一水蒸汽

中图分类号：ＴＫ６，ＴＱ３Ｓ１．２文献标识码：Ａ

０引言不仅可以改善流化特性，而且能改善气化特性。共

气化实验表明，气化温度提高使产出气中焦油含量

生物质容重小、灰分少、含固定碳少，在其气化明显减少，气化性能明显改善。

过程中不易形成稳定的料层，所以在流化床中需要我们在６００ｋＷ工业规模流化床气化炉上以生物

加入一定惰性粒子（如河砂等）以改善流化床气化炉质和煤的不同比例，用空气一水蒸汽及纯水蒸汽２种

的流化特性。近几年国内有关文献¨提及煤与生气化剂，进行连续运行试验并获得很好的结果。本

物质在流化床中共气化的概念，但其主要研究共燃文论述以空气一水蒸汽为气化剂生产低热值燃气的

烧。国外也有少量共气化研究的报道Ｊ。试验研究结果。

由于生物质与煤在物理特性和气化性能方面有

ｌ生物质流化床气化炉及其工艺流程

许多互补性，如：生物质热值较低（约为煤的６０％），

挥发份高（约为煤的２倍），生物质固定碳含量低（约如图１，该气化炉以空气和水蒸汽为气化剂生

为煤的１／４），灰分含量极少，生物质容重约为煤的１／产低热值燃气，气化炉本体为内有耐火材料衬里外

５。从元素分析可以看出，煤为碳氢化合物，生物质有钢板外壳的圆柱体，炉体炉底部直径为２７０ｍｍ，气

为碳水化合物，生物质炭含量约为煤的６０％，氢含量化炉配置有带料仓的２个螺旋加料装置，加料量自

约为煤的４倍，因此生物质的气化与煤的气化明显动可调。生物质加料口上部装有４个喷嘴，根据工

不同。煤由于热值高，气化温度可达１０００ｏＣ以上，因艺要求加入蒸汽，沿炉体上、中、下布置３个热电偶

此产品气中焦油含量极少。而生物质热值低，气化以测量气化炉的工作温度。气化炉为正压操作，空

温度仅为７００～７５０￣Ｃ，产品气中焦油含量高，这是生气由罗茨风机供给，空气量由转子流量计计量，蒸汽

物质气化急待解决的问题。生物质与煤在流化床中由余热锅炉供给，除一小部分自用外，其余外供。

共气化，煤不仅可以起到惰性粒子的作用且煤粒子该工