生物质空气-水蒸气催化气化制氢技术

生物质气化技术已在国内外得到广泛的开发和运用,但由于燃气品质较差,焦油较多,限制了生物质气化气的进一步利用。利用生物质制氢可以实现二氧化碳归零排放,从根本上解决化石能源消耗带来的温室效应问题,已引起世界各国研究者的普遍兴趣。本文介绍了生物质催化气化制氢概况,讨论了在气化过程中发生的主要化学反应以及影响可燃气中氢气含量的主要因素,进而给出了生物质催化气化制氢的典型流程。     

国外生物质催化气化催化剂的研究进展

生物质气化技术已在国内外得到了广泛的开发和运用,但由于合成气中焦油含量较高,影响了合成气的品质,限制了生物质气化技术的应用。在生物质气化过程中应用催化剂可以有效的降低焦油的含量,调整合成气组成。对国外生物质催化气化催化剂的研究进展进行了综述,并提出了我国生物质催化气化技术的研究方向。     

生物质气化焦油裂解催化剂研究进展

将生物质气化转化为气体燃料或化工合成气原料,是生物质清洁高效利用的有效途径之一,焦油是气化的副产物,影响产气品质和气化效率,催化剂对生物质催化气化及焦油裂解效果明显,得到广泛应用。综述了天然催化剂、无机盐催化剂及合成催化剂对生物质气化过程焦油催化裂解效果、反应条件、催化机理。进一步分析了不同催化剂的生物质催化气化性能及研究进展。同时指出对天然矿石催化剂进行改性或大力发展合成类催化剂对生物质气化焦油降解有着良好的前景。     

石油焦对生物质气化中焦油裂解的影响

引言 生物质作为一种清洁可再生能源正在受到世界各国的重视.生物质气化是生物质高品位利用的一种主要技术,但在气化过程中产生的焦油对装置的长周期平稳运行有严重危害,一方面低温时焦油易凝结为黏稠的液体,与灰粒一起堵塞输气管道;另一方面焦油的存在还会降低气化效率[1-6],这在一定程度上影响了生物质气化技术的推广应用,因此有必要采取措施降低气化气中的焦油量.     

生物质废弃物催化气化制取富氢燃料气

利用生物质氢可以实现 CO2 归零的排放 ,从根本上解决化石能源消耗带来的温室效应问题 ,已引起了世界各国研究者的普遍兴趣 .介绍了生物质催化气化制取富氢燃料气的研究概况 ,给出了生物质催化气化制氢的典型流程 ,讨论了在气化过程中发生的主要化学反应以及影响燃料气组成和焦油含量的一些主要影响因素 ,如气化介质的不同及催化剂的应用等     

生物质气化与催化剂的研究进展

生物质气化是一种在高温氧化性介质作用下将生物质热分解为可燃性气体的热解技术。为了提高生物质气化过程中气化效率、调整可燃性气体组分的含量和去除焦油,通常需要采用不同气化介质、改变气化条件或添加不同的催化剂。本文重点综述了生物质气化所使用的介质和催化剂种类以及气化条件对气化气组分,主要是H2和CO的影响规律。最后对未来生物质气化研究进行了展望,提出了几个待研究解决的问题。     

生物质气化技术及焦油裂解催化剂的研究进展

本文综述了国内外研究机构在生物质气化技术方面的研究进展,主要是对不同于传统气化炉结构的优化设计和对焦油催化裂解所用的催化剂的研究进行了评述,最后指出了进一步的研究与发展方向:如生物质气化反应器的模拟;焦油催化裂解反应机理的研究和动力学模型的建立。     

二氧化碳等离子体处理生物质焦油

生物质气化过程中副产的焦油不仅有腐蚀设备、堵塞管道等危害，而且会降低生物质气化效率，传统的物理处理与热裂解处理方法存在诸多不足。本文基于旋转弧热等离子体反应装置，以二氧化碳作为等离子介质，选取苯及苯萘混合物作为生物质焦油的模型化合物进行了气化实验，实现了向合成气的高效转化（碳收率可达到90%以上），初步显示了该路线的可行性。进一步分析了真实生物质焦油的物质组成，考察了二氧化碳等离子体对焦油的气化性能，焦油内的水分可作为气化剂，调节合成气中H₂/CO的比例（0.3~1）。上述结果为生物质焦油无害化、资源化利用技术的发展提供了新的思路。     

生物质气化与催化剂的研究进展

生物质气化是一种在高温氧化性介质作用下将生物质热分解为可燃性气体的热解技术。为了提高生物质气化过程中气化效率、调整可燃性气体组分的含量和去除焦油,通常需要采用不同气化介质、改变气化条件或添加不同的催化剂。本文重点综述了生物质气化所使用的介质和催化剂种类以及气化条件对气化气组分,主要是H₂和CO的影响规律。最后对未来生物质气化研究进行了展望,提出了几个待研究解决的问题。     

生物质气化中焦油特性及其处理

生物质气化过程中产生的焦油问题对整个气化系统的效率以及最终商业化发展有着重要的作用,焦油的危害在于其冷凝之后对反应设备有较大的腐蚀性而且对后续的反应也有影响。因此,生物质气化过程中去除焦油十分必要。本文综述了气化过程中温度、停滞时间、催化剂种类等因素对生物质气化过程中焦油产量的影响,并且详细介绍与对比了现实工业生产中去除焦油的几种常用方法。     

生物质气化制富氢合成气的研究进展

生物质气化制取富氢合成气因其原料的清洁可再生性、产物应用方式的多样性被认为是最具发展前景的制氢方式之一。催化剂对调控生物质气化产物组成及焦油的裂解具有重要作用。本文综述了化石能源制氢、水分解制氢和生物质制氢方法,分析了生物质气化制氢的优势和局限性,以及存在的问题;重点介绍了生物质气化制氢的影响因素(气化剂、反应温度和催化剂)和用于生物质气化的主要催化剂种类(镍基、白云石和碱及碱土金属催化剂)及其特点,分析国内外生物质气化制取富氢合成气和催化剂的研究现状,探讨了催化气化制取富氢合成气的发展前景,提出有待解决的问题和研究方向。     

生物质气化重整技术的研究进展

介绍了生物质气化重整的研究发展现状,主要包括催化气化重整和高温介质气化技术。总结了催化气化重整过程中催化剂的研究情况,归纳了催化剂的作用,重点介绍了天然矿石催化剂、镍基催化剂和贵金属催化剂在生物质气化重整中的应用,并分析了生物质气化催化重整方法在工业应用中存在催化剂易失活的生物技术难点。此外,还介绍了当前出现的生物质高温介质气化技术,包括高温空气气化技术和高温水蒸气气化技术,阐明了其研究重点以及未来发展方向。     

烘焙对生物质理化性质及气化特性的影响

生物质资源丰富廉价,因清洁可再生、碳中和等优点备受研究者的关注,但是其能量密度低、水分和氧含量高等缺点也限制了其规模化应用;另外,生物质直接气化产生的合成气热值较低,且会产生大量焦油。本文阐述了烘焙预处理对生物质燃料品质的提升以及对气化过程积极的调控作用。文章指出,生物质烘焙后,氧元素含量、H/C和O/C下降,固定碳含量和高位热值增加;可磨性和疏水性得以提高,在一定程度上弥补了烘焙过程的耗能。文中从微观角度对生物质燃料品质的提升进行了解释,并简述了微波烘焙的特点与优势。使用烘焙生物质气化,产生的合成气可燃成分高,且焦油产量有所下降。文章总结后续工作可以考虑从以下三个方面展开,即对“烘焙-利用”过程进行全生命周期评价、利用微波技术更准确地探索温度对烘焙效果的的影响机制、结合烘焙与焦油催化重整技术进一步降低焦油产量。     

生物质催化气化研究进展

本文从介绍影响气化反应的主要因素入手,分析了各类催化剂的特点及其对生物质气化结果的影响:白云石和橄榄绿等催化剂来源广,价格低,但是机械强度较差;碱金属类催化剂能降低气化过程中焦油量以及催化甲烷气体进一步转化为CO和H2,高温下易熔融而导致失活;镍基催化剂和复合催化剂催化焦油裂解效果好,H2产率高,存在的问题是价格昂贵,气化工艺复杂和催化剂回收困难。最后,本文对生物质催化气化研究方向进行了展望。     

生物质热解和气化制取富氢气体的研究现状

随着世界能源和环境问题的发展,洁净的氢能源成为备受关注的新能源。目前,生物质热化学法作为制取富氢气体的有效方法而被广泛研究。本文系统地介绍了国内外通过生物质热解和气化制取富氢气体的研究现状,包括热解气化工艺、物料特性、热源类型、反应条件、气化剂及催化剂等对制取富氢气体的影响。重点介绍了不同类型催化剂在生物质热解和气化反应中的应用,以及催化剂在制取富氢气体方面的优势及其作用机理。提出生物质热解和气化制取富氢气体所面临的主要问题是寻求既高效又寿命长的新型或混合型催化剂,或者从工艺、反应器的改进入手,改善催化剂的催化环境,从而解决其失效问题。     

Experimental comparison of biomass chars with other catalysts for tar reduction

In this paper the potential of using biomass char as a catalyst for tar reduction is discussed. Biomass char is compared with other known catalysts used for tar conversion. Model tar compounds, phenol and naphthalene, were used to test char and other catalysts. Tests were carried out in a fixed bed tubular reactor at a temperature range of 700–900 °C under atmospheric pressure and a gas residence time in the empty catalyst bed of 0.3 s. Biomass chars are compared with calcined dolomite, olivine, used fluid catalytic cracking (FCC) catalyst, biomass ash and commercial nickel catalyst. The conversion of naphthalene and phenol over these catalysts was carried out in the atmosphere of CO₂ and steam. At 900 °C, the conversion of phenol was dominated by thermal cracking whereas naphthalene conversion was dominated by catalytic conversion. Biomass chars gave the highest naphthalene conversion among the low cost catalysts used for tar removal. Further, biomass char is produced continuously during the gasification process, while the other catalysts undergo deactivation. A simple first order kinetic model is used to describe the naphthalene conversion with biomass char.