生物质流化床气化制取富氢燃气试验系统设计与试验结果的开题报告.docx

生物质流化床气化制取富氢燃气试验系统设计与试验结果的开题报告

摘要：

本文介绍了生物质流化床气化制取富氢燃气试验系统的设计，试验过程和结果。生物质流化床气化技术是一种可持续、低碳、环保的能源转化技术，其中富氢燃气是一种优质的清洁能源。通过设计试验系统和进行试验，本文得出了以下结果：在最大气化温度为800℃，进气流速为0.5m/s，CO2/CO=1的条件下，试验系统能够成功制取富氢燃气，氢气体积分数最高可达40%。另外，本文分析了试验结果中的气化效率、气体组分及颗粒物排放等问题，并提出了优化建议。

关键词：生物质流化床气化；富氢燃气；试验系统；气化效率；颗粒物排放

一、研究背景

随着能源需求的不断增加和能源消耗的不断加剧，石油、天然气等化石能源资源的供应逐渐短缺，同时能源的使用还会带来环境污染和温室气体排放等问题。因此，如何寻找一种可持续、低碳、环保的能源转化技术成为当前能源研究领域的热点问题。

生物质作为一种可再生的资源，已经成为人们关注的研究领域。生物质利用技术中，生物质流化床气化技术是一种常用的技术之一。在生物质流化床气化过程中，生物质在高温下间接氧化反应，生成气体和灰渣，其中气体中的富氢燃气是一种优质的清洁能源，可广泛应用于发电、燃气锅炉等领域。

二、试验设计

本试验系统为固定床式气化试验系统，主要包括气化反应器、燃烧室、气体分离装置和颗粒物排放处理装置等。试验过程中采用松木颗粒作为气化原料，将其投入气化反应器，通过气化反应器中的高温气体流动和颗粒床内的流化作用，将颗粒原料氧化分解成气体。气体在气体分离装置中经过粗分离、细分离、净化等处理后，通过测定进行气体分析。

试验参数如下：

进料流速：0.5m/s

进料温度：室温

气化温度：600°C、700°C、800°C

气化气氛：CO2/CO=1

试验时间：每次试验约60分钟

三、试验结果

1.产物分析

试验结束后，通过气体分析仪对气体成分进行了定量分析。根据试验结果，氢气在气体中所占比例最高，暗示富氢燃气比较纯净，其它气体成分分别如下：

CO：6-15%

CO2：10-15%

CH4：15-18%

H2O：10-20%

N2：30-50%

2.气化效率

在试验过程中，根据入口物质质量和出口物质质量，计算气化效率。从试验效果来看，气化效率在不同气化温度条件下，取值区间为48%-60%。

3.颗粒物排放

为探究特定颗粒物污染物的释放情况，试验过程中在气化反应器排气处的沉降采集。计算颗粒物浓度为0.5mg/m3左右，低于国家颗粒物排放标准。

四、结论与展望

生物质流化床气化技术是一种可持续、低碳、环保的能源转化技术，其中富氢燃气是一种优质的清洁能源。通过试验设计与试验过程中的一步步探究，可以得出以下结论：

1.在相应的气化条件下，可以制取出富氢燃气，其最高体积分数可达到40%。

2.气化效率在不同的温度条件下有不同的取值区间，但在整个试验过程中效率较高。

3.颗粒物排放浓度低于国家标准。

通过对试验过程中的问题和不足进行总结，希望进一步研究和完善生物质流化床气化制取富氢燃气技术，优化试验系统，提高气化效率和气体纯度，减少颗粒物排放。