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生物质颗粒与粉煤混合输送进料是两者气流床干法共气化的关键技术,研究生物质颗粒与粉煤混合流动特性能为整个气化工艺设计提供理论基础。
论文首先从生物质颗粒物性出发,采用显微镜图像法分析了4种不同生物质经剪切粉碎后颗粒的特殊形态及粒径分布情况,发现生物质破碎具有方向性,粉碎后的颗粒形状具有分形特性,粒径越小,分形性越好;然后分别从粉体的压缩性、摩擦性、堆积特性等方面,研究了生物质颗粒与粉煤混合物料的流动特性,得到颗粒粒度及生物质质量分数对流动性的影响关系,结果表明两种颗粒粒径相差越大,生物质含量越高,流动性越差,为保证较好的流动性,混合粉体中生物质质量分数在15%以下为宜;同时在自制的有机玻璃流化料仓中,通过改变流化气补气位置、流化气量、料仓压力等各种操作条件,观察分析了下料时混合粉体的流动状态、出口均匀性及稳定性,同时测量了下料流率,初步探讨了两种大差异的颗粒混合物在流化料仓下料的流动特性和规律,发现混合粉体的易压缩性对其在料仓中的流动影响较大。
最后借助过程模拟软件ASPEN PLUS,对生物质与煤气流床干法共气化进行了模拟计算,结果表明,在相同氧碳比情况下,生物质质量分数小于20%时,共气化结果与单独煤气化没有明显改变,有效气成分降低1~5%,合成气热值降低2~5%,冷煤气效率降低2~5%,比氧耗降低2~4%,比煤耗降低4~10%。