生物质气化燃气特性及安全技术研究

• 作 者: 闫放
• 机 构: 东北大学
• 出 处: 东北大学
• 发表日期: 2013年01期
• 关键词: 生物质气化 燃爆特性 TNT当量法 故障树分析 安全技术

生物质气化工艺是近年新发展的一项能源技术,其原料来源广泛,环境亲和力好,发展生物质气化工艺是解决能源紧张与环境污染的一项有效措旌。但是,生物质气化工艺中存在着的安全问题使得其在推广过程中遇到了阻力。本课题通过分析研究生物质气化工艺的安全特性,提出相关安全问题的解决措施,从而减少生物质气化工艺中事故的发生率,避免或减少由其所造成的损失。本文对生物质气化工艺流程进行了分析与研究,并将生物质气化工艺设备、设施进行分类,辨识了生物质气化工艺中存在的危险因素,通过分析发现生物质气化工艺中主要危险为火灾、爆炸及中毒。分析了生物质气化工艺中以玉米芯为原料的生物质燃气组分,探讨了不同生物质燃气的密度、相对分子量、高热值及爆炸极限等理化性质。分析了惰性气体对生物质燃气爆炸极限的影响,并计算了以玉米芯为原料的生物质燃气的爆炸极限。对地上储罐与埋地储罐的爆炸事故后果进行了计算,采用TNT当量法计算了地上储罐爆炸后的死亡区、重伤区、轻伤区与安全区的范围,并计算了净化装置爆炸后的影响范围,证明净化装置的爆炸也具有一定的威力；通过对动力学方程的推导计算了地上储罐爆炸后碎片的最大抛射距离；计算了划分埋地储罐接触爆炸与封闭爆炸的界限。同时对生物质气化工艺中的储罐爆炸事故、净化间内设有调压装置情况下的燃气泄漏中毒事故以及净化问内未设有调压装置情况下的燃气泄漏中毒事故进行了故障树分析,得出了降低这些事故发生需要优先考虑的安全措施,并证明了将调压装置不设置在净化间内可以有效地降低燃气泄漏中毒事故发生的概率。分析了气化间与净化间之间用防火墙进行分隔的必要性,通过研究解决了由于设置防火墙所导致的冬季净化装置冻结问题。根据上述分析与计算研究出了生物质气化安全技术,从而为生物质气化安全技术规程的编制提供了依据,为生物质气化安全奠定了基础。