碳酸盐中CO2气化生物质制合成气

以杉木屑为原料,CO2为气化剂,熔融碳酸盐Li2CO3-Na2CO3-K2CO3(LNK)为热介质和催化剂进行气化制合成气(H2+CO)的研究,考察气化剂CO2流量、CO2通入方式、复合熔盐体系中添加的金属氧化物种类和Cr2O3含量等因素对气体产物组成分布及产率的影响.结果表明:CO2流量显著影响气化反应的平衡;以鼓泡...     

催化剂对稻壳水蒸气气化特性和焦油转化的影响

使用白云石、橄榄石、菱镁矿作为催化剂,在自行搭建的小型固定床气化炉试验台上对稻壳进行高温水蒸气催化气化和焦油转化实验,研究了气化温度、催化剂种类、镍负载、表观停留时间等因素对稻壳水蒸气气化半焦产率、焦油产率、气体产率以及气体组分的影响.试验结果表明,白云石、橄榄石、菱镁矿都对焦油有一定催化裂解效果,白云石的催化活性高于...     

稻壳两步水解工艺条件及动力学研究

用两步法水解糖化稻壳，研究了常压下的最佳工艺条件以及加压动力学行为，用ＨＣＬ２％和ＦｅＣｌ３ ３％的混合液作催化剂，当液固比为１：１５时，经２小时的常压反应，水解后的单糖产率最高可达３７．３％，加压水解动力学可以用一级不可逆连串反应方程式描述，计算值与实验数据拟合良好，从实验数据求出了稻壳水解及单粮分解的活化能。同时找茁了水解速率常数与催化剂浓度的关系。     

松木锯屑CO2-水蒸气气化制取富氢气体工艺条件的试验研究

以CO2-水蒸气为气化剂,松木锯屑为原料,进行热解气化试验.研究了气化温度、水蒸气添加量、催化剂添加量对产氢率的影响.在650-850℃范围内,H2含量从12.38％增加到21.92％,增长了9.54％.在0-2.5kg/h水蒸气添加量范围内,H2含量从12.07％增加到17.98％.但过量水蒸气的加入会导致反应器内温度下降,不利于制氢反应.CaO作为催化剂,当其含量为0～3％时,气化气中氢气含量上升约10％.但当其含量大于4％时,氢气含量下降较大.     

空气当量比对稻壳旋风气化的影响

稻壳旋风空气气化就是以稻壳为物料,以空气为载体,通过组织旋风气固流场来完成生物质气化的过程.通过对旋风气化反应过程的温度监测和气化产品气的成分分析可知:在稻壳旋风气化过程中,随着空气当量比ER的增大,物料入口温度降低、氧化区温度提高、产品气出口温度提高,气化燃气中的主要可燃成分中CO和CH4而降低、H2则在一定范围内增加、燃气热值降低,燃气中焦油的含量减少.经过比较和优化,本文认为稻壳旋风空气气化最佳空气当量比为0.25～0.26.     

烟煤煤焦的CO2气化反应

采用TG-FTIR方法,在反应温度为950～1300℃时,研究了几种典型煤种及其在高温下慢速和快速热解煤焦的CO2气化反应特性.对4种原煤及其1200℃快、慢速热解条件下煤焦气化产物CH4和CO进行了实时检测和分析.同时对煤焦的孔隙结构和化学组成进行了分析.结果表明,各种热解煤焦的反应速率随气化温度的升高而增大,当达到最大值后随温度的升高而下降;4种煤焦的活化能随热解和气化温度的升高而增大;煤焦气化过程释放CH4和CO的特性与原煤的趋势相似,但原煤热解气化过程中释放CH4的质量浓度比不同热解速率制得煤焦的热解气化释放CH4的质量浓度高出2个数量级,快焦相比慢焦释放出更高质量浓度的CH4;各种煤焦的BET比表面积都较小(除神府慢焦外都小于2 ㎡/g);快焦的气化活性比慢焦的好.     

稻壳气化发电及综合利用技术经济分析

<正> 1 前言中国足一个古老的农业大国,有丰富的农业废弃物资源,但中国目前又是一个电力严重短缺的国家,特别是农村电力供应尤为短缺,影响了农业和乡镇工业的发展及人民生活水平的提高。如何利用丰富的农业废弃物资源为广大农村提供电力和热能是一项很有意义的研究课题。     

CO2生物质气化的数值模拟研究

基于计算颗粒流体力学探究三维鼓泡流化床气化炉中CO2部分或完全替代水蒸气作为气化剂、CO2与生物质的比例及其在气化剂中的比例以及CO2代替惰性气体作为播料风对生物质气化特性的影响.结果表明:用CO2替代水蒸气不能有效改善气化特性,替代比例从0％增长到100％,气化效率随之降低,碳转化率略微增加,合成气低位热值也从0％C...     

实现CO2零排放的煤气化制甲醇创新工艺

粉煤气化制生产甲醇的合成气（CO＋H2）,其H2／CO（物质的量比）为0．42,而合成甲醇的H2／CO应为2。所推荐的创新工艺,通过配入水电解制的H2,使合成气巾的H2／CO达到2,从而免除了传统煤制甲醇工艺中把多余的CO同水蒸气转换成H2＋CO2,传统工艺不但浪费了资源,还造成CO2大量排放。有人曾实验用CO作水电解介质制氢,使1m^2的H2的耗电量从4．76kW·h降到1．667kW·h,所推荐的创新工艺可利用高CO含量的部分煤气作水电解介质循环制氢配入合成气中,使其H2/CO达到2,这样煤气中的CO还可增产1倍的甲醇。所用的壳牌粉煤纯氧气化工艺,通过改造使气化压力从4MPa提高到6～6．5MPa,就可实现等压合成甲醇,从而可省去合成气压缩机,简化工艺流程．节省能耗和投资。建议国家进行投资,在四川沪州地区开发建设煤气化配水电解制氢联合制合成气用于生产2×（60×10^4t／a）甲醇的示范装置,然后完善推广。     

双流化床生物质气化及CO2捕获的模拟

用Aspen Plus建立了双流化床气化和燃烧模型,对生物质在双流化床中气化及CaO吸收合成气中的CO2过程进行了模拟研究;探讨不同反应条件:气化温度、蒸汽与生物质的质量配比(S/B)以及CaO循环量与生物质的质量配比(Ca/B)对合成气成分的影响,为该类型工业反应器的研发提供了理论依据.模拟分析结果表明:气化温度低于700℃时,CaO能很好地吸收气化过程中产生的CO2并促进平衡反应向产氢方向进行;在温度为650℃及CaO作用下,S/B在0.6～1.7内对合成气成分的影响不大;CaO的加入能够有效地改善合成气的组成,合成气中氢气浓度能达到95％以上,氢气产量达到52 mol/kg.     

空气分级对稻壳旋风气化特性的影响规律

结合旋风气化炉高径比较大的结构特征,合理选择气化介质配风方式,优化炉内温度分布,以期提高稻壳气化的燃气品质,改善由气固分离引起的碳转化率较低的问题。基于空气分级的思想,针对空气二次分级和三次分级对稻壳旋风气化特性的影响规律进行试验研究。结果表明:二次风的位置设置在外旋风筒下部较为合适,空气当量比以0.23~0.26为宜,气化炉温度均布于800~900℃,有利于焦炭与水蒸气的气化反应。二次风率为30%时,相对不分级情况稻壳气化的碳转化率增大11.2%,气化燃气的低位热值增大18.4%。稻壳旋风气化系统的碳转化率最大值为55.5%,空气三次分级对改善系统的碳转化率效果并不明显,改变配风方式对稻壳旋风气化的燃气产率无影响。     

当量比对稻壳气化及碱金属K释放迁移特性的影响

文章基于气化气成分、气化效率和炭转化率等参数研究了当量比对稻壳气化特性的影响;采用化学分馏法和电感耦合等离子体发射光谱分析仪测量了气化炉产生的飞灰中的碱金属K总含量和各赋存形态的碱金属K含量,进而计算出碱金属K的释放和转化比例。研究结果表明:当量比对稻壳气化特性及碱金属K释放迁移特性影响较大,且当量比对稻壳气化特性及碱金属K释放迁移特性的影响存在最优值;在低温阶段(700℃),KCl会与焦炭基体中的羧基官能团反应生成可离子交换态钾;随着反应温度的逐渐升高,可离子交换态钾开始氧化分解成无机钾(如K_2CO_3)和焦炭结合钾(char-K),随后K_2CO_3与水蒸气(H_2O)反应生成气态的原子K(g)或KOH(g);在O_2气氛下,K(g)会与SiO_2,O_2和Al_2O_3反应生成不溶钾。     

稻壳旋风空气气化的机理研究

在稻壳旋风空气气化的试验中,通过对气化反应过程中的各个阶段进行取样分析,跟踪燃气中几种主要成分的生成过程,了解稻壳空气气化的反应机理.通过试验了解到:稻壳旋风空气气化过程中,化学反应没有明确分区,氧化反应是个持续过程,随着挥发分的析出便已开始,一直到氧气完全消耗掉、温度达到最高;高碳氢化合物(焦油)的裂解反应贯穿整个气化过程;气化燃气中的主要成分(CO、H2、CH4)是在还原反应阶段产生的.     

秸秆焦的表面特征及CO2气化反应性的研究

在700～1000℃热解温度条件下制备了稻秸秆和麦秸秆焦并进行了SEM和BET表面积测试分析,采用等温热重法研究了这些秸秆焦的CO2气化反应特性.结果表明:在较低热解温度(700℃)下,秸秆热解焦中尚含有一定量未析出的焦油;在700～1000℃范围内,随热解温度上升秸秆焦的BET表面积逐渐增加,而气化反应活性却有所下降;在800～1100℃气化温度范围内,秸秆焦的气化反应性随气化温度明显增加,两种秸秆焦的表观活化能则随热解温度稍有增加,稻秸秆和麦秸秆焦的表观活化能范围分别为183.58～196.50kJ/mol和147.27～184.01kJ/mol.     

生物质气化对减少CO2排放的作用

分析了生物质利用过程中几种能量利用的特点及整体效率,论述了生物质和矿物燃料在ＣＯ２排放方面的不同特点,分别得出产生单位有效能源时ＣＯ２的排放值。通过比较发现,高效的生物质利用技术相对于矿物燃料,可以减少ＣＯ２排放９０％左右,这充分证明利用生物质替代矿物燃料是减少ＣＯ２排放的有效措施之一,而气化技术是高效利用生物质的重要途径。     

两面针药渣气化工艺条件的试验研究

以水蒸气为气化剂，对两面针药渣进行热解气化工艺的研究，考察了热解气化终温、物料粒径、升温速率等因素对两面针药渣热解气化过程的影响。研究结果表明，两面针药渣热解气化的理想条件是热解终温为1100℃、慢加热速率1．02℃／s、粉末（过45目筛）状药渣，可以得到热值为11MJ／m^3的洁净燃气，产气率为1．5m^3／kg。     

金属盐催化剂对木粉半焦CO_2气化反应性的影响

在热重分析仪上进行了几种金属盐(K、Na、Ca、Mg、Fe)对杉木粉半焦CO_2催化气化反应特性的研究;利用XRD和SEM技术对半焦样品的碳化程度、晶相结构及表面形貌进行了表征。研究表明:5种金属盐均提高了半焦样品的反应活性;且反应活性指标显示其催化效果顺序为KNaCaFeMg。XRD结果显示:Na和Ca在制焦过程中形成了明显的晶相结构;Mg增强了半焦中碳的有序化程度。SEM结果表明:5种金属盐均在半焦表面形成了"斑点"状的活化中心点且在碱金属半焦的部分表面观测到疏松片状结构。     

制备温度对芒草热解焦CO2气化反应动力学的影响

利用热重分析仪进行了芒草热解焦与CO_2气化反应实验研究,选取均相反应模型、颗粒反应模型和随机孔模型计算了芒草热解焦的CO_2气化反应动力学参数,探讨了3种动力学模型的适用性.为进一步探讨制备温度对热解焦CO_2气化反应的影响机理,利用扫描电镜(SEM)和Brunauer-Emmett-Teller(BET)分析了芒草热解焦的孔隙结构和表面形态.研究表明,随着制备温度的升高,热解焦表面结构被逐渐加深,表面粗糙度提高,比表面积相对增大,制备温度为600℃的热解焦具有最大的微孔容积与总孔容积之比,使得其更容易发生气化反应;制备温度为400℃时,芒草热解焦在3种模型下具有最小的平均活化能,随机孔模型对芒草热解焦实验数据拟合效果最好,其模拟的相关性系数R2均大于0.97.