生物质气化技术及开发应用研究进展

综述了我国生物质资源状况、目前生物质气化技术的研究现状及发展趋势,着重评价了生物质气化技术的应用意义,生物质能源技术在我国的能源技术领域的地位,并对生物质气化技术应用前景进行了展望,分析了生物质气化技术应用的环境效益和经济效益,以及生物质气化技术的不同应用场合和目前存在的一些不足,在技术创新和扩大规模等方面需要进一步加强,阐明了生物质气化技术对我国能源可持续发展战略的重要性和现实意义.     

生物质气化技术及开发应用研究进展

综述了我国生物质资源状况、目前生物质气化技术的研究现状及发展趋势，着重评价了生物质气化技术的应用意义，生物质能源技术在我国的能源技术领域的地位，并对生物质气化技术应用前景进行了展望，分析了生物质气化技术应用的环境效益和经济效益。以及生物质气化技术的不同应用场合和目前存在的一些不足，在技术创新和扩大规模等方面需要进一步加强，阐明了生物质气化技术对我国能源可持续发展战略的重要性和现实意义。     

生物质流态化气化技术研究

论述了在锥形流态化气化炉内，对生物质原料进行气化和催化气化的工程化应用试验研究。研究结果表明：麦草原料气化所产生的煤气热值比稻草和稻壳都高，木屑气化所产生煤气热值最高，非催化气化条件下，流化床气化产生的煤气热值比下吸式气化炉产生的煤气热值提高40％左右；催化气化试验发现，CaO能明显提高煤气热值、降低C0组分，Na2CO3催化气化能提高气体H2的含量。但是对气化产生的气体热值，流态化空气气化中，在710℃以下低温时，无明显的影响，当温度达到800℃时，添加催化剂能明显提高气体的热值。     

生物质催化气化工业应用技术研究

在富氧条件下研究了生物质在流态化气化炉和吸式气化炉中的气化过程，探索了催化剂对气化过程及焦油裂解过程的影响，研究了工艺参数对煤气质量的影响，给出了最佳的工艺操作参数范围。煤气热值最高达9.93MJ/Mm^3。     

制浆黑液气化综合利用技术及装备的研究进展

制浆造纸黑液是我国江河湖泊的污染源之一,作者介绍了国内外造纸黑液的气化综合利用技术,着重从黑液气化技术的工艺、气化系统的主要装备研究和工业化应用前景等方面阐述了近几年来国内外在黑液气化技术上的最新研究进展。分析认为,黑液气化联产技术不仅可以治理黑液污染,而且可以实现能源的自给,将极大的改变制浆造纸企业高污染高能耗的面貌。     

生物质热解气化行为的研究

以固定床为气化反应器,对生物质水蒸气气化的特性进行了一系列实验研究。气化介质水蒸气为一定温度下的蒸汽,由一定流量的氮气载入反应体系内。实验探讨了采用杨木屑作为气化原料时,气化温度、以原料浸泡方式加入的催化剂类型、水蒸气加入量等主要参数对气体产量的影响。结果表明:在较高气化温度下,白云石催化剂中铁含量越多,比表面积越大,中孔越多,水蒸气加入量越多,对气化反应越有利。在原料量1500mg、反应温度900℃、水蒸气蒸发温度48℃、陕西白云石催化剂状态下得到的最高氢气产量为5.95mL/min。     

木质纤维素间接液化制备二甲醚的研究进展

作为生物质资源中,数量最为丰富的木质纤维素,气化后的"生物合成气"可以被进一步用于合成二甲醚。文章系统地介绍了目前国内外利用生物质气化制备二甲醚的研究状况,对木质纤维素的定向气化、微波裂解气化及气体的重整进行了详细阐述,并比较了木质纤维素合成气一步法合成二甲醚2类典型方法的优劣;最后提出微波裂解气化木质纤维素技术与二甲醚浆态床一步法合成技术相结合制备二甲醚的新思路。     

生物质热解半焦炭的反应性研究

建立了一种新的快速等温测定半焦炭 -CO2反应性实验方法.在800 ℃下分别测定由落下床得到的生物质快速热解半焦炭和由钢甑得到的生物质慢速热解半焦炭与CO2气化反应的速率常数,以此作为半焦炭反应性的评价指标.作为对比研究,同时测定了木炭、石油焦和冶金焦的反应性,并考察了半焦炭比表面积和反应性的关系.实验结果表明,改进的等温测定半焦炭 -CO2气化反应性实验方法具有快速、简便的优点,能准确反映半焦炭反应性变化的趋势.生物质热解半焦炭具有良好的反应性,是优质的气化和燃烧原料.在实验温度范围内,生物质半焦炭的反应性随热解温度的升高而呈增大趋势.生物质半焦炭的比表面积也随着热解温度增大而呈增加趋势,但增幅不大.     

基于ASPEN PLUS的生物质气化过程模拟分析

基于大型流程模拟软件ASPEN PLUS中的Gibbs自由能最小化法建立了生物质气化反就器模型,对气化过程进行了模拟分析。以空气为气化剂,探讨了气化温度对气体成分、气体热值、气体产率和气化效率的影响,模拟计算结果表明:在气化温度变化范围内,700℃时气化效率最高为74.8%。     

竹材下吸式固定床气化中试试验及其产物的增值应用

生物质气化技术可将物质原料转化为高热值可燃气和生物质炭,可燃气可用于供热或发电,生物质炭可制成高比表面积活性炭.以毛竹为原料,采用一套产能为340 kW的下吸式固定床气化发电系统,研究气化工艺对可燃气品质和气化炉性能的影响,并采用KOH化学活化法开展气化副产物竹炭的活化试验,研究活化工艺对活性炭性能及其吸附甲基橙染料的...     

生物质制备合成气技术研究现状与展望

综述了生物质合成气制备技术的现状,着重讨论了生物质气化技术中气化炉类型、气化介质、气化温度和气化压力对合成气组成的影响,介绍了生物质热解油气化和生物质超临界气化制取合成气技术,以及生物质制备合成气过程中气体净化和重整变换等相关技术,分析了各种技术的特点,并展望了生物质合成气制备技术的发展方向.     

生物质流态化催化气化技术研究

研究了流态化气化炉用于生物质化的可行性和安全性，在富氧条件下研究了木屑气化工艺过程。探索了催化剂对气化过程及焦油裂解过程的影响，给出了一个最佳的工艺操作参数范围。煤气热值最高可达9.93MJ／Nm^3。     

生物质氧气气化制备中热值燃气的工艺优化及其示范工程

在高温固定床反应器中,进行松木屑氧气气化制备燃气特性研究,考察了气化温度和用量比(ER)对氧气气化制备燃气的热值、产气率以及燃气中各组分体积分数的影响。将获得的最佳工艺参数,在生物质气化制备燃气用于工业锅炉的示范工程中进行了调试和验证。研究结果表明：在气化温度850～950℃时,随着用量比的增加,燃气热值呈现先升高后降低的趋势,在用量比为0.24时,燃气热值最高;气化温度对木屑的氧气气化有显著的影响,气化温度升高,燃气热值以及燃气中H₂、CO、CH₄体积分数随之升高,产气率先升高后降低,在900℃时达到最高。气化温度900℃、用量比0.24为最佳的气化条件,此时气化制备的燃气热值为13.14 MJ/m³,产气率为0.98 L/g,燃气中H₂、CO、CH₄和C₂H_m的体积分数分别为17.64%、 39.78%、 12.45%和2.76%。将该参数应用于示范工程得到燃气热值为10.90 MJ/m³,产气率约为1.02...     

木质原料催化气化机理和动力学研究(英文)

论述了以水蒸气或空气作气化剂将木屑和催化剂混和的气化反应,在实验室固化床反应器内完成全部研究工作。试验结果表明：以空气作气化剂时,ＣａＯ是一种最适宜的催化剂,以水蒸气作气化剂时,组合催化剂为最有效,依次为Ｋ２ＣＯ３ 、ＫＯＨ、Ｎａ２ＣＯ３ 和ＮａＯＨ。催化气化的反应速率常数和反应温度间关系符合Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ 公式。确定了适宜的催化剂用量。当气化反应温度为６２０ ～８８０ ℃时,催化气化反应速度比未加催化剂的快２ ～１４ 倍。此外,建立了反应速率、反应温度和催化剂用量间的方程式。该方程式可用来计算已知反应温度和催化剂用量条件的气化反应速率。反应速率的实际测定和计算值平均误差为４－３８ ％ 。     

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。     

木质原料催化气化机理和动力学研究

论述了以水蒸气或空气作气化剂将木屑和催化剂混和的气化反应，在实验室固化床反应器内完成全部研究工作。试验结果表明：以空气作气化剂时，ＣａＯ是一种最适宜的催化剂，以水蒸气作气化剂时，组合催化剂为最有铲，依次为Ｋ２Ｃａ２Ｃｏ３和ＮａＯｈ。催化气化的反应速率常数和反应温度间关系符合Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ公式。确定了适宜的催化剂用量。当气化反应温度为６２０￣８８０℃时，催化气化反应速率比未加催化剂的快２￣１４倍     

水蒸气氛围下木薯渣气化的研究

在水蒸气氛围下,对酒精工业的生产废弃物--木薯渣进行热解气化.研究了木薯渣的热失重情况,并分析温度、升温速率等工艺条件对三相产物产率及组成情况的影响.气体产物主要以H2、CO、CH4和CO2为主;焦油中主要是苯酚类物质,2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)含量最高,占42.27%.实验结果表明,木薯渣可以通过气化生产可燃气、炭、苯酚类物质,变废为宝.     

内循环锥形流化床秸杆富氧化化技术研究

开发研究了适合软件软秸杆气化的富氧气化工艺及锥形流化床气炉。在600－820℃气化温度范围内，研究了催化剂（CaO、NaOH）、流化速度、床层压降对煤气热值的影响，以稻划草为原料在CaO催化剂作用下，煤气中的重烃含量高达4．81％，对两循环锥形流化床气化炉在秸杆气化过程中的稳定性和安全性进行了,研究结果表明：采用内循环锥形流化床气化炉及富氧气化工艺安全、稳定，所产生的煤气具有焦油含量低、煤气热值高等特点。     

生物质气化计算平衡模型

考虑对合成燃气最终组成起关键作用的氧化还原反应、水煤气反应、甲烷化反应、变换反应等动力学反应过程,基于物料平衡、能量平衡和化学平衡分析,建立了一种生物质气化计算模型.利用该模型可以预测不同气化物料在不同气化剂温度和水蒸汽添加率条件下的合成燃气成分、热值、气化效率及干燃气产率等气化指标.将模型计算结果与现有文献的试验数据进行了对比,吻合较好,证明该模型具有较好的适应性和可靠性,可用于指导生物质气化操作参数的优化和新型高效生物质气化炉开发设计.     

松木屑超临界水气化制甲烷产气性能试验

以松木屑为试验原料,在自行设计的间歇式高温高压反应釜中进行超临界水气化制甲烷的实验。考查了反应温度、反应压力、松木屑浆料质量分数、粒径以及4种常用碱性催化剂和4种常用金属催化剂对松木屑在超临界水中气化制甲烷效果的影响。结果表明,反应温度对甲烷产量有重要影响,450℃时甲烷产量最高;反应压力的升高能促进松木屑气化,使甲烷产量变高;高质量分数的松木屑浆料不利于气化制甲烷,粒径对于甲烷产量和气化效率没有明显影响。在反应温度450℃、压力34 MPa,松木屑质量分数5%、粒径4.75~8.00 mm条件下碱性催化剂对甲烷产量的影响顺序为KOH>K2CO3>Na2CO3>Ca(OH)2,金属催化剂对甲烷产量的影响顺序为Ni>Co>Fe>Cu。8种催化剂中KOH效果最好,甲烷的摩尔分数、产量以及气化效率分别达到了38.5%,13.7mol/kg和84.7%,所得可燃气体的热值达到14 248.04 k J/kg。这些工作为生物质超临界水气化制甲烷的制备工艺完善和工程放大奠定了一定的实验基础。