污泥热解残渣水蒸气气化制取富氢燃气

采用固定床反应器,进行了污泥热解残渣水蒸气气化制取富氢燃气的研究。考察了反应温度、固相停留时间、水蒸气流量及催化剂对气化效果及气体产物组成的影响。结果表明:随着反应温度的升高,气体产率由0.096 7 m3/kg逐渐增加到0.460 0 m3/kg,燃气中H2含量由17.87%逐渐增加到52.44%;在最佳固相停留时间为15min时,气体产率达到0.540 m3/kg;最佳水蒸气流量为1.19 g/min,此时产气量达到最大值0.61 m3/kg,H2含量为64.7%;添加催化剂有利于气体中H2含量的提高。     

林产废弃物高温水蒸气气化制取清洁燃气

基于下吸式固定床气化炉,自建了生物质蒸汽气化实验平台,使用松木屑预处理后的成型颗粒进行富氢气化实验,研究分析了不同温度下的燃气组分、产氢率、燃气产率、燃气热值和冷煤气效率等指标.结果表明:高温水蒸气能有效促进水蒸气重整反应正向进行;随着温度的升高(700℃升高至900℃),H_2体积分数增大了50%,产氢率升高了2.5倍,燃气产率升高了近70%,冷煤气效率提高了37%;参与气化反应的高温水蒸气拥有较高的比焓,能够有效促进水蒸气重整反应向生成H_2的方向进行;气化温度的升高可以促进反应向正向进行,提高气体产物产量;以松木屑为例的林产废弃物高温水蒸气气化产气优良,在实验过程中稳定燃烧,理论上可应用于工业生产.     

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.     

生物质回转窑水蒸气气化制富氢气体试验研究

为充分回收高温炉渣颗粒的余热,设计了回转窑热解反应装置。为验证此装置的可行性,对生物质气化制氢进行了试验研究,并对影响气化性能的主要因素,如气化温度(650~950℃)和水蒸气/生物质当量比S/B(0~3.0)进行了研究。结果表明:温度是影响生物质气化反应的主要因素,高温可以降低焦油和焦炭产率,提高气体产量,增加燃气中氢气含量;水蒸气的加入,有利于焦油和低分子碳氢化合物的气化重整以及焦炭的反应,降低焦油产量,提高气体产量,增加燃气中氢气含量,但是过量的水蒸气会导致反应器内温度下降,不利于反应进行。当S/B为2.20时,气化燃气中氢气含量达到最大值53.6%。     

生物质富氧——水蒸气气化制氢特性研究

以一个鼓泡流化床为反应器,对生物质富氧—水蒸气气化制取富氢燃气的特性进行了一系列的实验研究。通过对试验数据的分析,探讨了主要参数温度、水蒸气/生物质(S/B)和氧浓度对气体成分、氢产率和潜在产氢量的影响。结果表明:在3个主要参数的变化范围内,氢产率和潜在氢产量受温度的影响最大:当温度从700~900℃时,每千克生物质氢产量从18g增加到了53g,每千克生物质潜在氢产量从71.6g增加到了115.6g。     

生物质气化制取富氢燃气的实验研究

将生物质气化过程和催化裂解过程融合于一体,在下吸式气化炉中对生物质气化制取富氢燃气的特性进行了一系列实验研究,考察了一些主要参数变量,如温度(700～900℃)、水蒸气/生物质比(0～2.67)、生物质粒径(<1mm)以及白云石等对气化结果的影响。在实验研究的条件范围内,生物质产气中氢含量最大为52.47%,产氢率在0.12～0.90m~3/kg范围内变化,产气率在0.59～1.72m~3/kg范围内变化,产气低位热值在8795～21113 kJ/m~3范围内变化。     

梨木炭蒸汽气化制取富氢燃气的试验研究

生物质气化技术已得到广泛的应用,但气化过程产生的焦油会影响设备稳定运行。为了大幅减少焦油的干扰,以梨木的热解炭为原料,在管式炉中进行水蒸气气化制取富氢燃气试验研究,探究了反应温度、K₂CO₃添加量及利用次数对气化特性的影响。结果表明：900℃时H₂的产气量为2.19 L/g,合成气中H₂含量超过58%;K₂CO₃添加量为10%时产气效果最佳,此时合成气中H₂+CO含量达到了88.5%。当K₂CO₃催化剂在第三次利用时,仍有较好的催化效果。     

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。     

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。     

生物质水蒸气气化制氢模拟研究

利用ASPEN PLUS软件建立了生物质水蒸气气化制氢模型,对各种影响因素进行了深入分析。结果表明:随着碳转化率的增加,H2浓度略有降低,H2产量大幅增加,在碳转化率为1时达到最大值142.54 g/kg;随着水蒸气/生物质质量比的增加,H2浓度和产量大幅增加,而后趋于稳定,水蒸气/生物质质量比取2比较适宜。适当的升温和低压对制备H2有利,在加压条件下,H2浓度与产量达到最大值的温度升高。     

典型生物质及木质素水蒸气气化制富氢合成气的试验研究

选取稻壳、木屑、小麦秸秆及玉米秸秆四种典型生物质及木质素,以管式炉为反应器,将每种实验样品3 g放入陶瓷方舟,通入0.4 MP、150℃的水蒸气,流量为3 g/min,选取550℃、650℃、750℃、850℃、950℃进行水蒸气气化实验,探究典型生物质水蒸气气化产物、热值及固体转化率随温度变化规律。实验结果表明：木屑产生H₂含量在750℃可达60.17%。提高水蒸气气化温度可以有效降低CH₄含量,提高H₂的体积分数。在实际工程应用时,如果要获得较高的氢气纯度,温度至少在750℃以上;如果使可燃气含量最高时,建议将温度控制在750℃左右。     

富氧气氛下水蒸气气化对煤焦燃烧的影响

采用自制的恒温高升温速率热重实验台,研究了富氧气氛下水蒸气气化对煤焦燃烧特性的影响,并使用低温氮吸附仪和环境扫描电子显微镜分析燃烧过程中煤焦孔隙结构。结果表明:在低氧浓度下,水蒸气气化作用对煤焦燃烧影响显著,可失重速率增大,燃尽时间提前,且随氧气浓度的增加而减弱;随着温度升高R0.5指数逐渐增加,当环境温度为1 000℃、水蒸气浓度为20%时,R0.5增长速度最大;煤焦燃烧过程中,加水后煤焦比表面积增大,孔隙结构丰富。     

流化床富氧气化制取煤气的研究

以一个常压流化床为反应器,采用膜分离技术制氧,对煤富氧-水蒸气气化制取煤气的特性进行实验研究,通过对试验数据的分析,探讨了两种不同煤种的典型运行结果,分析H2O/C对气化温度、煤气成分及热值影响,以及氧浓度对实验结果的影响。结果表明氧浓度的提高,明显增加了煤气的热值,氧浓度从21%提高到30%时,煤气热值提高了1.18 MJ/m3;在温度为920℃,氧浓度30%,H2O/C比为1,O/C比为0.8,煤气热值达到5.95 MJ/m3。     

稻壳与木屑气化制取富氢燃气的试验研究

采用单一流化床二步气化方法,以纯水蒸气为气化剂,在流化床中进行制取氢气的工艺试验。在对试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、水蒸气/生物质(S/B)、生物质化学成分]对氢产率的影响。分析结果表明:较高的反应温度、S/B以及纤维素和半纤维素含量比较有利于氢的产出。验证试验表明:在反应温度为1000~1050℃,S/B为2.0的条件下,纤维素和半纤维素含量为74.1%的木屑(干基)的氢产率最高,为61.67g/kg。     

反应温度对木屑炭水蒸气气化产物的影响

以木屑炭为原料,在固定床反应器中进行了水蒸气气化试验。试验在水蒸气流量为0.854 g/min,温度为800～1 000℃条件下,反应15 min。主要考查气化反应温度对碳转化率、合成气产率、燃气热值及燃气组成的影响。研究结果表明,在高温条件下木屑炭与水蒸气具有很高的反应活性,燃气产率为0.9～3 L/g;在气化温度为1 000℃时,碳转化率最高达到80%;燃气热值为8.9～9.4 MJ/m3,合成气(H2+CO)比例为68%～79%,H2/CO为4.02～6.32。     

中药渣水蒸气气化制备合成气研究

以中药渣为原料进行水蒸气气化实验,研究气化温度、水蒸气与生物质质量之比(S/B)对产气流量、气体产率、产气组分、碳转化率、燃气热值以及气化效率的影响。研究结果表明:气化温度的升高能够促进气化反应的进行,提高产气品质和气化效率;一定量的气化剂水蒸气可提高气化效率,但是过量的水蒸气会影响气化效果;气化温度为800℃,S/B为1.0时,气化效果最佳,气化效率高达72.91%;中药渣具备良好的水蒸气气化特性。研究结果可为中药渣资源利用提供理论参考。     

生物质二级固定床催化热解制取富氢燃气

针对二级固定床反应器(第一级是热解反应器,第二级是催化反应器),以制取富氢燃气为目标,分别采用稻壳、秸秆、锯末为原料,重点考察了固定床催化反应器在不同反应条件下对产气量、产氢率和焦油含量的影响.与一级热解反应相比,在催化反应器温度为750℃时,稻壳热解的产气量提高了22%,氢气的体积含量提高了50.3%;通过使用煅烧白云石和镍基催化剂,稻壳热解的产气量提高了36.6%,氢气的体积含量提高了76.2%.催化反应器温度为815℃时,秸秆和锯末的热解实验结果与温度为750℃时具有相同的趋势,且催化固定床能够有效降低燃气中焦油的含量,可降至原来含量的1%.催化剂负载量和燃气空速对产气量和氢气浓度都有影响.催化剂负载量为生物质送料量的30%、燃气空速为0.9×104h-1时,实验结果相当满意.     

城市生活垃圾原位水蒸气气化制氢研究

在固定床反应器中对城市生活垃圾进行原位水蒸气气化制氢研究,考察了加热方式、反应温度以及含水率对城市生活垃圾原位水蒸气气化特性的影响。结果表明,快加热方式有利于提高燃气品质和降低焦油含量;随着反应温度的增加,气体产物含量增加,焦油含量和半焦含量下降,气体组分中H2和CO含量升高,碳转化率从30.49%增加到56.79%;当城市生活垃圾含水率为39.45%时,产气品质最高,气体成分中H2含量达到最高值25.8%,气体的低位热值达到17.02 MJ/m3;温度升高和蒸汽引入能改变半焦产物的表观形貌,并能提高半焦产物的BET以及灰分含量。     

生物质与煤流化床催化气化制备燃气

基于单一流化床两步气化法,以煤作为热载体和发热体,水蒸气为气化剂,CaO为催化剂,在自行研制的流化床热态装置上对生物质（锯木）气化制备燃气进行了研究。探讨了温度和水蒸气与锯木比对燃气组分和低位热值的影响。在所研究的操作参数范围内,（H2 + CO）含量为67.58% ~ 74.9%,燃气低位热值为10719.09 kJ/Nm3 ~ 12002.44 kJ/Nm3。实验结果表明,含少量N2的中热值燃气可以被获得,H2和CO是燃气中最主要的两种气体。随着温度的升高,燃气中H2和CO含量增加,而CH4和CO2含量及燃气低位热值则呈现下降趋势。随着水蒸气与锯木比的增加,燃气中H2和CO2含量增加,而CH4和CO含量则相应的减小。     

松木屑水蒸气催化气化制氢及其大物料量气化动力学研究

利用松木屑在自制固定床气化系统上进行水蒸气催化气化实验研究.考察反应温度、水蒸气/生物质比(S/B)以及催化剂加入量对气体成分、产氢率和潜在产氢率的影响.结果表明:反应温度为850℃、S/B为3.27、催化剂量,木屑进料量比为2%时合成气品质较优,氢气浓度可达40.13%,产气率为0.718m3·kg-1.该文也进行大物料量松木屑催化气化等温热重实验研究,加入催化剂使木屑气化反应活化能降低,加快了反应进程.