生物质热解气化技术的评价

生物质热解气化是生物质能源转换的一种方式，对于木质素、纤维素含量较高的生物质，非常适宜采用热解气化途径获取能源。现行的热解气化技术大都采用空气煤气制气法，所得生物气的热值较低，为５０００ｋＪ／ｍ３左右。热解气技术已广泛用于农副产品加工以及替代乡镇企业能源供给，取得了较好的社会效益、生态效益和经济效益。     

生物质热解气化特性分析

通过对玉米秆、小麦秆、棉花秆、稻草、松木屑等生物质进行热重分析和差热分析,分析了生物质气化过程的裂解机理。研究中采用松木屑作为气化原料,得出了气化温度、压力、水蒸气加入量等反应条件对气化产物的产率、组成成分及焦油产率的影响规律,研究结果表明,温度对生物质气化的影响最大,当温度为800℃时气体的产率最高。     

生物质催化气化制取富氢气体实验研究

以麦秸为对象,采用管式气化炉进行生物质蒸汽气化制取富氢气体实验研究.在非催化气化实验基础上,选取NiO、纯Fe粉以及橄榄石(FeMg)2:SiO4这3类催化剂来提高氢含量.实验结果表明,气化反应温度在700～950℃范围内,氢体积浓度达到45%以上,添加Fe时达到了60%以上.非催化时,氢产率达到60g/(kg麦秸);添加催化剂时,Fe粉催化效果最好,最大产氢率达到119g/(kg麦秸);NiO次之,相比非催化时可提高40%;而橄榄石催化作用明显低于前两者.另外随着气化温度提高,3种催化剂的催化作用均增强.     

生物质热解气化技术的现状、应用和前景

生物质能的利用正在日益引起人们的关注。现在,生物质热解气化被用作生产燃料气的普遍技术路线,生产的燃料气被广泛应用于锅炉、发动机、气轮机或燃料电池。本文概述了目前国内外生物质热解和气化技术的现状,特别介绍了国内外几种比较新颖的技术,并且简要地阐述了这些技术的机理、应用以及优点,同时部分地给出了这些技术的流程图和示意图。     

提高生物质热解气化燃气热值的甲烷化技术

甲烷化技术应用于生物质气化，是改善燃气质量、提高燃气热值的有效方法。生物质气化气经过甲烷化技术处理以后，燃气的热值可增加3360kJ／m^3，焦油含量小于10mg／m^3，大大优化了气体的成分。     

生物质二次裂解制取氢气的研究

采用生物质热解及二次裂解的方法制取富氢气体.通过对生物质热解产生的气液体成份进行二次裂解,实现热解组分中焦油等含氢化合物的深度转化,提高产品气体中氢气的含量,同时解决了热解产品气中焦油不易去除的难题,得到洁净的富氢气体.实验选用稻壳为原料,分析了热解温度和物料滞留时间等因素对热解气体成份的影响,比较了热解气体和二次裂解气体成份的变化,同时分析了水蒸汽、催化剂等因素对裂解气体成份的影响.实验结果表明,热解温度和物料滞留时间的增加提高了热解气体中氢气的含量,二次裂解、水蒸汽和催化剂的引入都能在一定程度上提高产品气中H2的含量.实验最终表明,氢气体积含量可达到60%以上.     

流化床中生物质热解气化的实验研究

为了研究水蒸汽和氮气流态化条件下生物质热解气化的能量转换率、纯煤气的热值以及成分随反应温度的变化规律,在一个批给料不排灰的常压鼓泡流化床实验台上对生物质样品ＳＤ２０１（Ｅｕｃａｌｙｐｔｕｓ ｇｌｏｂｕｌｕｓ）的热解气化综合过程进行了实验研究,并对不同温度和汽化介质条件下热解气化的实验结果进行了分析。     

生物质热解气化制备二甲醚合成气的灰关联分析

通过制备二甲醚合成气的生物质慢速热解气化实验,得到了热解气化炉中主要可调节参数热解温度、进料速率等与生物质热解气中H_2、CO等含量的数据.利用灰色关联方法,分析了主要可调节参数与生物质气中H_2、CO含量及H_2/CO比值的关系.结果表明:热解温度对生物质气中心、CO含量及H_2/CO比值的影响最为明显(其关联度为(0.705,0.760,0.641)),进料速率次之,罗茨风机抽气速率最弱;CO含量受3个主要可调节参数的影响最为明显(其关联度为(0.760,0.628,0.709)~T).根据该实验制备H_2/CO比值接近2的二甲醚合成气的目标和灰关联分析结果,提供了增大H_2/CO比值的方法.找出了热解气化炉中的可调节参数中影响生物质热解气体产物H_2、CO含量的主要参数,为生物质热解气化合成二甲醚中制备较高含量的H_2、CO及合适H_2/CO比值的合成气提供了前提条件.     

生物质制氢技术的研究现状与展望

在分析各种可能的制氢途径基础上,总结了生物质制氢的各种技术尤其是热化学转化技术优缺点,重点介绍了笔者设计的生物质快速热解-催化蒸汽重整制氢实验系统,同时介绍了制氢常用的催化剂。通过对比分析,指出了生物质催化热解-气化制氢是很有前景的一种制氢方法。     

应用裂解气相色谱对生物质快速裂解规律的研究

将现代化学分析领域中使用的分析方法－裂解气相色谱法用于对生物质杨木和稻秆的快速裂解的研究中,并依据动力学的研究方法,建立了较为系统的裂解产物分析方法,考察了裂解温度,物料升温速率对产物分布的影响,在裂解温度450℃,升温速率500℃／s,挥发性组分停留时间0.9s下分别获得了质量百分比77％（杨木原料）,65％（稻秆原料）的最大产液率,物料平衡的结果证明了裂解色谱研究方法行之有效,具有简单,投资少,快捷的优点,可用于生物质快速裂解的基础研究。     

生物质气流床气化的热解前处理工艺

考察了热解作为生物质气流床气化前处理工艺的可行性,热解温度对气、液、固3种形态产物的产率和各方面的性能有不同程度的影响。通过半焦的电镜图片分析,证实了热解后生物质的多孔结构比较明显,使其有一定的吸附能力;通过元素分析比较了原料和热解产物中各元素含量的差别,说明热解可以显著提高半焦中碳元素含量,降低半焦中氧元素含量;考察了热解气中各组分在不同温度下的变化规律;通过原料和产物的热值比较,证实了热解可以显著提高气化原料的热值,为下一步的气化反应提供了有利条件。     

生物质气化烤烟系统技术研究

针对目前烤烟设备存在的污染环境及热效率低等问题，提出以生物质能为能源，通过间接换热与直接换热相结合的方式进行烤烟的工艺。并详细介绍了基于这一思想所研究设计的由生物质燃气燃烧器、烟气净化器、温湿度控制系统、烤箱等主要部分组成的生物质气化烤烟系统。试验证明该系统能很好地满足烤烟所需的各种工艺条件，在温湿度的控制、能源利用效率方面都较传统土烤房有较大提高，热效率可达58.33％。     

生物质热解制煤气的动力学研究

动力学研究对于热解和气化系统的优化设计和良好的控制都是非常重要的。该文在综述国内外文献的基础上，建立一个全面的描述固定床高温热解系统的动力学模型，模型考虑了下列几个基本步骤：新鲜生物质热解产生一次产品(焦油、煤气和半焦)；一次焦油分解成二次产品；一次焦碳与煤气发生反应。利用上述模型对固定床热解系统进行了计算，结果表明本模型比其他动力学模型更能精确地描述固定床热解系统的动力学过程。     

生物质快速热解气相成分析出规律

利用恒温沉降炉对秸秆、稻壳、木屑及一种烟煤煤粉在900、1000、1100℃ 3个温度进行了快速热解试验,对4种燃料在快速热解过程中气相成分析出的规律进行了研究.生物质成分中高的挥发分、氧、H/C决定了其快速热解会取得比煤粉高的气相产率,木屑的气相产物产量最多,秸秆次之,稻壳最低.4种燃料热解气相产物中的主要成分是CO、H_2、CO_2、CH_4,少量的G_2H_4、C_2H_6、NO、HCN、COS,生物质和煤粉在快速热解及短的停留时间内,其析出的氮前驱物为HCN.快速热解析出的气相成分产量及组分分布与燃料种类、热解温度、热解停留时间相关.几种物料共同的规律是随停留时间的延长,气相产物的量不断地增加,当气相产物的产量趋于平稳时,相应的气相产物的各组分趋于恒定,这一停留时间标志着热解过程的结束,相同温度条件下煤粉的热解速率要慢于3种生物质.     

生物质快速热解制取生物质油

根据浅床层鼓泡流化床的特点以及生物质的热解特性,研制出生物质快速热解的流化床热解反应器,并进行生物质快速热解制取生物质油的试验研究。通过定量给料研究不同温度、不同流化气流量对热解产物的影响规律。试验得出生物质油的产率达65%(kg/kg),并对产出的生物质油用色质联机进行成分分析得出生物质油的主要成分,通过热重分析得到了生物质油的热解特性。     

生物质流化床催化气化制取富氢燃气

以流化床和固定床为反应器，以制取富氢燃气为目标，对生物质催化气化进行了研究。实验所用催化剂为白云石和镍基催化剂。白云石作为流态化催化剂在流化床内使用；镍基催化剂在流化床出口的固定床反应器内使用。重点研究了不同固定床反应条件对气体和氢产率的影响。固定床反应条件为：温度，650～850℃，催化剂质量空速，2．68～10．72h^-1。在催化反应器出口，H2体积平均含量超过50％，CH4含量降低50％左右，C2组分降低到1％以下。在实验条件范围内，最高气体产率可以达到3．31Nm^3／kg biomass，最高氢产率可达到130．28g H2／kg biomass，对镍基催化剂350min的寿命测试表明，该系统具有较稳定的操作性能。     

生物质流化床气化制取富氢燃气的研究

以流化床为反应器，对生物质空气-水蒸汽气化制取富氢燃气的特性进行了一系列实验研究。在本实验中，气化介质(空气)从流化床底部进人反应器，水蒸汽从进料点上方通人反应器。在对实验数据进行分析的基础上，探讨了一些主要参数如：反应器温度，水蒸汽／生物质比率S／B(Steam／Biomass Ratio)，当量比ER(Equivalence Ratio)以及生物质粒度对气体成分和氢产率的影响。结果表明：较高的反应器温度，适当的ER和S／B(在本实验研究中分别为0．23，2．02)，以及较小的生物质颗粒比较有利于氢的产出。最高的氢产率：71gH2／kgbiomass是在反应器温度为900℃，ER为0．22，S／B为2．70的条件下取得的。