基于热解-重整-燃烧解耦三床气化系统的生物质催化制富氢气体

摘要：

生物质催化气化是将生物质转换成富氢气体的有效途径.该研究提出了一种由热解反应器、重整反应器和提升管燃烧器三部分构成的解耦三床生物质气化(decoupled triple bed gasification,DTBG)工艺.在实验室规模的DTBG气化反应装置上,以水蒸气为气化剂,以橄榄石为原位焦油裂解催化床料,进行了生物质水蒸气催化气化试验,考察了生物质种类、重整器温度、生物质进料速率对气化效果的影响规律,并且对气化副产物焦油的特性进行了分析.试验结果表明,生物质原料的挥发分对气化产物分布的影响很大,原料挥发分含量越高,气体产率越高,碳转化率越高,气体中的H2和CO体积分数越大、CO2体积分数越低.当重整器温度由750升高到850℃时,气体产率从0.91增加到1.08 m3/kg,焦油质量浓度从19.1降低到7.3 g/m3,同时气体品质大幅度提升.随着生物质进料速率的增加,产气中H2体积分数大幅度增加,CO2体积分数大幅度降低,但是焦油质量浓度基本不变.当重整器温度为800℃,白松木屑进料速率为220 g/h时,H2和CO体积分数分别达到了42.2％和14.6％,产气中焦油质量浓度为10.1 g/m3.气化焦油的主要成分为多环芳烃,其中萘含量最高.当重整器温度从700℃升高到850℃时,焦油中单环化合物几乎全部分解,3～4环多环芳烃化合物逐步降低,萘的相对含量从54.7％升高到75.6％.该研究结果可为大规模气化装置的设计、运行以及优化提供理论指导.

关键词：生物质、气化、催化、解耦三床、橄榄石、原位焦油裂解

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分类号：TK6(生物能及其利用)

资助基金：国家自然科学基金21766037,50776013;自治区高校科研计划项目XJEDU2016S029;新疆大学博士启动基金BS160225

在线出版日期：2018-09-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：222-228