生物质流化床气化中试实验研究

在生物质流化床气化中试装置上考察了不同原料、当量比和水蒸气配比工况下的温度分布、燃气特性和稳定性等气化特性。结果表明:木屑、稻壳和2种颗粒燃料的气化气体体积分数范围为:H227.1%~30.4%、CO 29.7%~32.6%、CO225.3%~27.9%和CH44.9%~5.8%;使用木屑和稻壳为原料可比颗粒燃料获得较均匀的气化温度分布,增加当量比和水蒸气配比可使流化床温度分布更均匀;在气化炉密相区,随气化炉高度增加,H2和CO体积分数升高,CO2和O2体积分数降低;在稀相区气体组分含量随高度变化平缓;改变气化介质、当量比、水蒸气配比和二次风配比可显著影响气化气体焦油含量;木屑水分的提高会降低气化稳定性,稻壳气化过程中易出现炉底温度骤升现象,颗粒燃料气化过程中易导致密相区温差和压差持续升高。     

生物质流化床富氧-水蒸气气化制备合成气研究

使用不同含水率的木粉为原料,以180～270kg/h的进料速度在内径0.5m、高9m的常压流化床气化炉上进行了富氧-水蒸气气化制备合成气实验。考察了当量比、水蒸气配比、二次风以及原料含水率对气化温度、燃气组分、低位热值、气体产率、气化效率和碳转化率等参数的影响。结果显示：当量比为0.25～0.27之间,水蒸气配比0.4时,H2含量最高可达28.7%,H2/CO为0.94,燃气热值9.9MJ/m3,气化效率大于75%, 碳转化率大于97%;提高二次风比率可明显降低焦油含量,在总当量比0.29、二次风比率25%时焦油含量为49mg/m3;原料水分增加,气体质量下降,含水率以不超过20%为宜。     

生物油模型化合物水相重整制氢热力学分析

利用Gibbs自由能最小化原理对生物油模型化合物水相重整制氢过程进行了热力学平衡计算,考察了反应温度为340 ～ 660 K、压力比Psys/PH2O为0.1 ～2.0时两个变量对H2选择性、CH4选择性、积碳以及原料转化率的影响.计算结果表明,当体系存在甲烷化与积碳反应时,原料转化率大于99.99％且无固态碳生成,但甲烷化较制氢反应热力学更有利.限制甲烷化反应后可提高H2选择性,其产氢机理主要为原料的直接裂解反应,且1 mol甲醇、乙酸与乙二醇可分别生成约0.999、1.940、1.999 mol的固态碳.同时限制甲烷化反应和积碳反应,在反应温度500 K、压力比Psys/PH2O为1.1时,水相重整甲醇、乙酸、乙二醇可得到H2选择性为74.98％、66.64％、71.38％,且3种原料转化率均大于99％.