麦秸半焦低温催化气化实验研究

以麦秸半焦为研究对象,比较麦秸半焦和酸洗麦秸半焦700℃下水蒸气气化实验,研究了麦秸灰分中碱金属含量、催化剂种类(K基、Ca基和Fe基)对气化过程的影响。实验结果表明,麦秸灰分中较高含量的碱金属K能够有效促进半焦气化的进行,使得在非催化条件下半焦的碳转化率达到63.4%,相比酸洗麦秸半焦提高了2.6倍。低温下碱金属K基催化剂对半焦气化的促进作用显著,在700℃和K/Al催化剂条件下H2产率和碳转化率分别达到118.60 mol/kg和98.5%,相较于Ca/Al、Fe/Al催化剂而言,H2产率分别提高了10.7%和20.5%,碳转化率提高了12.4%和31.0%;而Ca/Al及Fe/Al催化剂有利于水气变换反应的进行,可提高气化产物中H2体积分数,降低CO体积分数。综合考虑碳转化率、气体产率及气体组分含量等因素,在催化效果较好的K基催化剂中添加适量的Ca基催化剂有利于调节产气成分,从而进一步提纯获得富氢气体。     

Effects of different catalysts on steam gasification ofbiomass char at low temperature

生物质气化技术是将低品位的生物质能转换成高品位能源的有效途径。该文以稻壳和麦秸半焦为试验对象,进行了低温下生物质半焦的水蒸气气化试验,研究了浸渍法制备的碱金属催化剂和气化温度对生物质半焦气化行为的影响。结果显示,对于稻壳半焦气化而言,相同负载量的K基催化剂的催化效果明显优于Na基催化剂,相比非催化时稻壳半焦的碳转化率分别提高了18.2%和13.5%,差异明显。增加K2CO3负载量有利于半焦气化反应的进行,但负载量不宜超过30%。不同的煅烧温度,催化剂的活性组分存在形式有较大差别,负载量为30%的K基催化剂在800℃煅烧后具有最佳的催化效果。相同条件下,麦秸半焦的气体产率和碳转化率均较高,在700℃下添加该催化剂时分别达到130.0 mol/kg和95.9%,相比非催化时分别提高了57.0%和34.1%。随着温度的降低,气体产率和碳转化率均明显下降,该文催化条件下的半焦气化温度不宜低于700℃。研究结果可为生物质低温气化高效催化剂的选择提供理论依据。     

加压串行流化床制取生物质合成气的模拟

利用Aspen Plus软件建立了加压串行流化床生物质气化过程的模型,并将模拟数值与试验结果相比较,验证了模拟研究的可行性.分别研究了气化温度Tg、气化压力pg以及水蒸气与生物质的质量比(S/B)对生物质合成气的成分、氢碳比、气化份额、生物质合成气产率和生物质碳转化率等的影响.结果表明气化温度、气化压力和S/B对生物质气化过程有很重要的影响,适当地提高气化温度和气化压力对制取生物质合成气有利(Tg在800 ℃左右,pg在0.4 MPa左右),合适的S/B在0.4左右.     

适宜增压流化床操作参数提高生物质热气化气合成甲烷效率

生物质热化学气化制取甲烷是人工获取代用天然气的重要方式之一,其中生物质热气化气合成甲烷是该技术的关键步骤之一。在自行设计的增压流化床反应系统上,开展生物质气化气合成甲烷的试验,分别研究了反应温度、反应压力、空速和氢碳比对甲烷生成速率和CO转化率的影响。结果表明,在增压流化床反应器上可高效的合成甲烷,最大甲烷生成速率超过3.2 mol/(L·h),CO转化率超过80%。提高反应温度有利于甲烷生成速率和CO转化率的提高,且当反应温度在350℃左右时达到最大值;反应压力对甲烷化过程有很大影响,提高反应压力有利于甲烷化过程;随着空速的增大,甲烷生成速率增加,但是CO转化率会下降;而甲烷生成速率和CO转化率则随着氢碳比的增大而增大。为获得较高的甲烷生成速率和CO转化率,适宜的反应温度在350℃左右,空速在10 000 h-1,氢碳比在3附近,反应压力可取在0.3 MPa左右。该研究结果将为进一步研究生物质热化学气化制取甲烷奠定基础。     

不同催化剂对生物质半焦低温气化效果的影响

生物质气化技术是将低品位的生物质能转换成高品位能源的有效途径。该文以稻壳和麦秸半焦为试验对象,进行了低温下生物质半焦的水蒸气气化试验,研究了浸渍法制备的碱金属催化剂和气化温度对生物质半焦气化行为的影响。结果显示,对于稻壳半焦气化而言,相同负载量的K基催化剂的催化效果明显优于Na基催化剂,相比非催化时稻壳半焦的碳转化率分别提高了18.2%和13.5%,差异明显。增加K2CO3负载量有利于半焦气化反应的进行,但负载量不宜超过30%。不同的煅烧温度,催化剂的活性组分存在形式有较大差别,负载量为30%的K基催化剂在800℃煅烧后具有最佳的催化效果。相同条件下,麦秸半焦的气体产率和碳转化率均较高,在700℃下添加该催化剂时分别达到130.0mol/kg和95.9%,相比非催化时分别提高了57.0%和34.1%。随着温度的降低,气体产率和碳转化率均明显下降,该文催化条件下的半焦气化温度不宜低于700℃。研究结果可为生物质低温气化高效催化剂的选择提供理论依据。