生物质气化技术是近年来新兴的生物质能利用技术之一,我国作为一个农业大国,在每年生产中产生大量的农林废弃物,采用生物质气化技术来处理这些农林废弃物具有重大的现实意义。本文以下吸式固定床气化器对南方典型的几种农林生物质废弃物进行气化研究,实现生物质废弃物的稳定产气,为其高效利用提供了实验依据。 针对南方农林废弃物的特点,在分析固定床气化生物质工艺过程的基础上,设计了小型下吸式固定床生物质气化系统,主要包括鼓风系统、气化反应器、喷淋净化器、气水分离器等部分。 对实验中所用的花生壳(Peanut hull)、桉木片(Eucalypt chip)、木薯杆(Cassava stalk)和甘蔗渣(Bagasse)进行了原料的物性测定,包括了原料的相关物理性质、工业分析、元素分析、热值测定和热重分析,为原料的气化研究提供必要的基础数据。 考察了单一原料时(花生壳、桉木片、木薯杆)的固定床气化运行特性,原料的消耗速率与空气流量呈良好的正相关关系,在不同的空气流量下,三种原料均具有良好的产气稳定性。 在考察三种原料的气化当量比ER与空气流量的变化关系的基础上,分析了不同的ER条件(ER=0.26～0.36)对各种原料的气化产品气体组成以及热值的影响,得到最佳的ER气化区间。分析了不同反应条件对各种气化参数如气化强度、气体产率、气化效率、碳转化率等的影响,此外,还对气化器运行时氧化层、还原层、热解层以及出口气体的温度变化规律进行研究。 为改善甘蔗渣的固定床气化效果,本文还对甘蔗渣(B)分别加入花生壳(P)、桉木片(E)、木薯杆(C)的混合原料进行了气化研究。随着甘蔗渣加入比例(B/P、B/E、B/C)的增加,得到的产品气体热值呈下降趋势。此外,为改善粉末状原料的气化效果,在花生壳、木薯杆(1:1)混合木糠(1＃)、麻糠(2＃)的气化中,混合原料的产品气体热值也呈下降趋势,其中混合麻糠要比混合木糠的下降幅度更大。