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生物质气化技术是一种高效的生物质能源利用方式。本课题建立了自热式生物质气化中试试验系统,进行了稻壳的旋风气化试验研究;根据旋风气化试验结果,提出了强化分区旋风气化思想,改进了现有的旋风气化技术,探索了旋风气化器的最佳气化强度和空气当量比,获得了较好的气化效果。生物质旋风气化中试试验系统主要由旋风气化炉反应器、供风系统、给料系统、燃气净化系统和取样系统等组成。对旋风气化器起炉和气化过程进行了调试,优化了气化炉升温过程,在给料量为8.76kg/h,风量20Nm3/h,炉膛具有最快的升温速率;气化过程中气化器温度在一个稳定值附近波动,气化气各组分含量稳定,气化器可以靠自身放热连续稳定运行。探索了旋风气化器的运行规律和气化效果,重点考察了气化强度和空气当量比对稻壳旋风分级气化的影响规律。旋风气化器可以在给料量为18.16kg/h-43.96kg/h范围内连续稳定运行。综合各气化评价指标,该结构气化器最佳的气化强度为885.24kg/(m2h)。试验中空气当量比为0.23-0.32,随着空气当量比的增加,气化器整体温度升高,燃气热值先增大后减小,在ER=0.26时达到最大的4.25MJ/Nm3;焦油从6.84g/Nm3减小至4.96g/Nm3;碳转化率从47.2%升高至62.3%;气化效率为29.9%~37%。从试验结果看,稻壳进行旋风分级气化时,燃气热值、冷气化效率和碳转化率没有达到预期效果,均有待提高。针对上述问题,在旋风气化技术基础上,提出强化分区旋风气化思想,设计了底部风送风装置-底部风环,建立了强化分区旋风气化试验系统。在该系统上进行了稻壳的气化试验研究,考察了气化强度和空气当量比对气化效果的影响规律。气化强度在434.14kg/(m2h)~1050.68 kg/(m2h)变化时,气化器温度、燃气热值、碳转化率和冷气化效率均先增大后减小。空气当量比为0.23~0.32,随着空气当量比的增加,气化炉温度升高;稻壳气化燃气热值呈现先增大后减少的趋势,在ER=0.26时达到最大值5.37MJ/Nm3;燃气中焦油的含量从7.24g/Nm3减少至5.04g/Nm3;碳转化率从51.6%升高至71.9%;产气率从0.98 Nm3/kg升高至1.38Nm3/kg;冷气化效率为36.1%-49.7%。空气当量比为0.26时气化效果最佳。对比两种气化方式,可见强化分区旋风气化较旋风分级气化更有优势,气化效果更佳,相对于旋风分级气化的燃气热值、气体产率、冷气化效率和碳转化率分别提高了26.4%、7%、12.7%和11.5%。