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.     

生物质燃气替代燃油改造在锅炉中的运用

生物质能是满足当今世界能源需求的最具潜力的可再生能源[1-2]。利用生物质气化技术能实现CO2的归零排放,符合可持续发展的要求。文章介绍了生物质燃气替代燃油改造在锅炉中的的运用,主要阐述了有关燃烧系统,气化系统的设计原理与工艺,指出了生物质气化技术中需要解决的问题。     

生物质气化技术及其研究进展

生物质能源是一种理想的可再生能源 ,由于其在燃烧过程中对大气的二氧化碳净排放量近似于零 ,可有效地减少温室效应 ,因而越来越受到世界各国的关注。对生物质能的概念及其转化方式进行了简单介绍 ,着重介绍了生物质气化技术在国内外的发展现状 ,提出了我国在生物质气化领域的重点研究方向。     

基于对生物质焦油催化裂解的催化材料

生物质能作为一种可再生能源,越来越受到广泛关注。生物质能对未来世界能源的可持续发展具有重要意义。生物质能具有多种转化途径,其中生物质气化技术能有效将其转化为高效燃气,而生物质焦油是限制生物质气化技术发展的关键所在,本文针对生物质气化过程中的核心技术焦油去除的方法做了全面总结。重点介绍了催化裂解过程中应用的4种催化剂,并对4种催化剂的组成、催化机理以及催化剂的改性优化方式以及不同裂解条件对催化效果的影响进行了分类讨论。最后展望了生物质气化技术的发展前景,提出了未来催化裂解的研究重点。     

生物质制液态燃料新方法产率高

近日,中国科学技术大学傅尧教授课题组提出了一种生物质转化的新策略,使液态燃料产出率达到传统方法的2倍。 该课题组基于前期生物质糖类化合物催化转化为液态燃料的系列工作和新型催化剂的研究经验,提出了利用甲醛聚糖反应衔接生物质气化和糖类水相重整过程（APP）的新策略。该策略所产生的液态燃料数量是生物质气化一费托途径的2倍,能量保有率是其1．2倍。该策略还实现了生物质的全组分利用,避免了传统水解方法中高能耗、高污染的生物质预处理过程。     

生物质气化技术的研究进展

近年来,由于世界能源与环境危机,生物质能作为一种清洁的、可再生的能源越来越受到世界的关注,其中生物质气化是利用生物质能最重要的方式之一。本文介绍了生物质气化技术的原理,生物质气化工艺及气化设备,并对影响生物质气化装置的优化设计的各种因素进行了分析与讨论,提出了生物质气化工艺过程亟待解决的问题,为生物质气化的发展提供了一定的参考。     

生物质转化利用技术的研究进展

生物质能源和石油替代产品的研究、开发和应用,是保障能源供应、减少对化石能源的依赖、解决未来能源问题的有效途径。综述了目前国内外生物质能的转化利用技术,主要包括直接燃烧技术、生化转化技术(发酵和厌氧性消化)、热化学转化技术(气化、热解)、液化技术、致密成型技术、超临界流体转化技术等;介绍了生物质转化技术的应用,包括生物质气化发电、气化制氢、热裂解制氢、发酵法生产燃料乙醇、热裂解制生物油、固化成型制固态燃料、堆肥发酵制肥料、厌氧性消化生产沼气、催化裂解生产生物燃料等。对未来的生物质能利用技术的发展进行了展望。     

生物质气化发电技术研究进展

化石能源枯竭和环境污染两大难题日渐成为社会发展的枷锁,人类亟需寻找绿色清洁能源推动社会可持续发展。生物质具有可再生性、原料丰富和清洁低碳的特点,拥有巨大应用潜力。生物质气化发电技术作为生物能利用的方法之一,不仅可以替代传统能源,还能避免能源利用过程中带来的环境污染问题。本文介绍了国内外生物质气化发电技术研究进展,包括气化设备研究、生命周期评价和发电工艺研究等,为生物质气化发电技术的研究提供参考和借鉴。     

生物质气化发电技术研究进展

化石能源枯竭和环境污染两大难题日渐成为社会发展的枷锁,人类亟需寻找绿色清洁能源推动社会可持续发展。生物质具有可再生性、原料丰富和清洁低碳的特点,拥有巨大应用潜力。生物质气化发电技术作为生物能利用的方法之一,不仅可以替代传统能源,还能避免能源利用过程中带来的环境污染问题。本文介绍了国内外生物质气化发电技术研究进展,包括气化设备研究、生命周期评价和发电工艺研究等,为生物质气化发电技术的研究提供参考和借鉴。     

生物质气化技术及进展

能源和环境的双重压力使得可再生清洁能源的开发利用越来越重要。生物质能是地球上重要的可再生能源,具有广阔的发展前景。我国有着丰富的生物质资源,开发和利用生物质能源对于缓解我国能源、环境及生态问题都具有重要的意义。文章介绍了生物质气化技术的原理及研究进展,分析了气化过程中存在的主要问题,并指出了气化技术的研究方向。     

生物质空气气化过程的有效能分析

以空气为气化介质,选取松木、玉米秸秆、木屑为气化原料,运用ASPEN PLUS软件并结合Fortran编程对基于自热固定床反应器的生物质气化过程进行了模拟,探讨了空气当量比(ER)和生物质含水量对干气低位热值、气化炉温度、干气组成和气化有效能效率的影响. 结果表明,在生物质含水量一定时,随ER增加,干气低位热值降低,气化温度升高,干气中CO含量先增加后减少,H2含量降低,有效能效率先升高后降低;ER一定时,随生物质含水量增加,干气低位热值降低,气化温度先降低后升高,干气中CO含量降低,H2含量先升高后降低;当松木、玉米秸秆、木屑的含水量为20%(w)、ER分别取0.25, 0.2和0.15时,最大有效能效率分别为61.67%, 60.23%和54.98%.     

鼓泡流化床垃圾衍生燃料富氧气化

在鼓泡流化床上进行两种垃圾衍生燃料(RDF)的富氧气化试验,考察了RDF的热重特性并分析了气化温度、当量比及富氧浓度对气化特性的影响.结果表明:两种RDF均由纤维素及塑料类组分构成.随着温度由650℃升高至800℃,两种RDF产气的H₂、CO及CH₄浓度均逐渐增加,产气热值和气化效率同时提高.当量比增大时可燃组分浓度先略有增大后逐渐减小,但气体产率不断增大.RDF1及RDF2分别在当量比为0.22及0.27处达到最佳气化效率.富氧气化可有效改善气化品质,提升合成气热值,富氧浓度为45%时RDF1及RDF2合成气热值均达到最大,分别为8.6 MJ·m^-3及9.2 MJ·m^-3.     

松木屑和褐煤流化床的共气化特性

在流化床上以空气-水蒸气为气化介质,对松木屑和褐煤的共气化特性进行了试验研究。在828～928 ℃范围内考察了生物质掺混比例、空气当量比（ER）和水蒸气-燃料比（S/F）对气化气成分、热值、碳转化率及气化效率的影响。结果表明,在生物质掺混比例为50%时,①随着ER值从0.2增加至0.35,CO2含量增加,CO、H2、CH4和CnHm含量减少,气化气热值、碳转换率、气化效率先增加后减少,在ER=0.26时达到最大;②在ER=0.26,S/F从0增加至0.44时,CO2含量增加,CO和H2含量先增加后减少,CH4和CnHm含量减少,气化气热值、碳转化率和气化效率先增加后减少。试验结果表明,在松木屑掺混比例为50%和褐煤共气化过程中,气化气热值最高可达7819 kJ/m3。     

煤/钙基载氧体化学链燃烧操作参数分析

化学链燃烧作为一种新颖的燃烧技术,在化石燃料燃烧释放能量的同时能够有效分离CO2。今以CO2为气化剂气化煤炭,基于Aspen Plus流程模拟软件,研究了煤/钙基载氧体化学链燃烧过程。结果表明,以CO2为煤气化剂,各反应器含水分少,可减少热损失。CaSO4载氧体具有载氧能力大以及反应活性良好等优点。气化炉中CO+H2含量随二氧化碳煤比增大逐渐增加后下降;随温度升高其含量先增加,后趋于平稳。燃料反应器中CO2+H2O含量随载氧体煤比增大,呈现先增大后减小的趋势;随温度升高其含量逐渐下降。空气反应器中CaSO4含量随空载比增大先增加后趋于平稳,随温度升高其含量趋于平稳后下降。气化炉中硫化物和氮化物含量随温度升高而下降,而燃料反应器和空气反应器中硫化物含量随温度升高增加趋势明显,氮化物含量变化不明显。最后确定了关键反应器操作参数:气化炉的二氧化碳煤比为1.8;燃料反应器的载氧体煤比为4.5;空气反应器的空载比为10.5和三反应器的操作温度分别为950、1000和1100℃。     

一种基于Zn/ZnO的新型煤气化系统理论能效分析及其环境性能评估

本文以基于Zn/ZnO的两步式热化学循环为基础构建了一种新型的煤气化系统。该系统流程主要由两步构成：首先煤与ZnO在高温下发生吸热反应,气化生成CO气体和锌蒸汽。锌蒸气经冷凝后自动从混合气体产物中分离出来被送入下一步反应中与水发生放热反应,生成氢气和ZnO固体。ZnO又可被回收进行第一步反应。本文在设计第一步反应供热系统时分别考虑了煤部分氧化自热和太阳能加热两种方式,并对基于这两种加热方式的新型煤气化系统分别进行了理论能效评估和环境性能评估。评估结果显示：自热式煤气化系统的理想热效率和火用效率分别达到了89％和80％;而按现有太阳能加热系统的热效率计算,太阳能加热式煤气化系统的整体理想热效率和火用效率最高分别可以达到67％和66％。从环境性能上来看,太阳能加热式煤气化系统远远优于自热式系统,前者的CHR（产CO与产H2比）不到后者的1/6。     

活性炭制备的新型节能工艺

通过分析活性炭制备的传统节能工艺,从减小活性炭的制备成本出发,在原有的工艺基础上进行改进,提出一种新型的活性炭制备节能工艺。采用热量分析和炯分析法,对传统工艺和新工艺进行了模拟计算,考察了循环烟道气的流量、温度,炭化炉进气温度对新工艺炯效率的影响。结果表明,随着循环烟道气流量的增加,新工艺的炯效率先增大后保持不变;随着循环烟道气温度和炭化炉进气温度升高,新工艺的史用效率均先增大后降低。经模拟计算,传统节能工艺的戈甩效率为33．66％,而新节能工艺的炯效率为58．30％。传统工艺路线需向系统提供额外的热量,以保证产量,新工艺路线则只需在首次开车时向系统通入一定热量,后续生产阶段所需的热能完全由原料提供。     

Steam gasification of coal with salt mixture of potassium and nickel in a fluidized bed reactor

Australian coal loaded with a mixed catalyst of K₂SO₄+Ni(NO₃)₂ has been gasified with steam in a fluidized bed reactor of 0.1 m inside diameter at atmospheric pressure. The effects of gas velocity (2-5 U_g/U_mf), reaction temperature (750-900 °C), air/coal ratio (1.6-3.2), and steam/coal ratio (0.63-1.26) on gas compositions, gas yield and gas calorific value of the product gas and carbon conversion have been determined. The product gas quality and carbon conversion can be greatly improved by applying the catalyst; they can also be enhanced by increasing gas velocity and temperature. Up to 31% of the catalytic increment in gas calorific value could be obtained at higher temperatures. In the experimental runs with variation of steam/coal ratio, the catalytic increments were 16-38% in gas calorific value, 14-57% in carbon conversion, 5-46% in gas yield, and 7-44% in cold gas efficiency. With increasing fluidization gas velocity and reaction temperature, the unburned carbon fraction of cyclone fine for catalytic gasification decreased 4-18% and 13-16%, respectively, compared to that for non-catalytic gasification. Presented at the Int’l Symp. on Chem. Eng. (Cheju, Feb. 8–10, 2001), dedicated to Prof. H. S. Chun on the occasion of his retirement from Korea University.     

基于Aspen Plus的Shell气流床工业气化炉模拟

基于Aspen Plus软件的Gibbs自由能最小化法,本文建立了煤粉在Shell气流床中的气化模型。该模型预测气化温度和煤气组成,与文献试验结果吻合良好。利用Aspen Plus的灵敏度分析模块研究了氧煤比、氧气体积分数和氧气预热温度对气化结果的影响,并进行了正交模拟计算,研究了以上3种因素共同作用的结果。结果表明：氧煤比增加使碳转化率升高,冷煤气效率先升高后降低,并在氧煤比为0.9kg/kg时取得最大值77.72%;氧气体积分数增加使煤气热值、碳转化率和冷煤气效率升高,氧煤比为0.8kg/kg且氧气体积分数为50%时,冷煤气效率可达82.6%;氧气预热温度增加使碳转化率、冷煤气效率升高,氧煤比为0.8kg/kg且氧气预热温度为600℃时,冷煤气效率可达82%。通过正交模拟计算综合分析,氧煤比对冷煤气效率和碳转化率的影响作用占首位,氧气体积分数对煤气热值、有效气体积分数、煤气产率的影响作用占首位,氧气预热温度对煤气化指标影响较小。在实验范围内,当氧煤比0.8kg/kg、氧气体积分数100%、氧气预热温度300℃时的煤气热值达到最大值3011kcal/m³;当氧煤比为0.8kg/kg、氧气体积分数60%~100%、氧气预热温度300~500℃时的冷煤气效率达到最大值83.46%。     

Steam gasification of an australian bituminous coal in a fluidized bed

To produce low calorific value gas, Australian coal has been gasified with air and steam in a fluidized bed reactor (0.1 m-I.Dx1.6 m-high) at atmospheric pressure. The effects of fluidizing gas velocity (2–5 U_f/U_mf), reaction temperature (750–900 °C), air/coal ratio (1.6-3.2), and steam/coal ratio (0.63–1.26) on gas composition, gas yield, gas calorific value of the product gas and carbon conversion have been determined. The calorific value and yield of the product gas, cold gas efficiency, and carbon conversion increase with increasing fluidization gas velocity and reaction temperature. With increasing air/coal ratio, carbon conversion, cold gas efficiency and yield of the product gas increase, but the calorific value of the product gas decreases. When steam/coal ratio is increased, cold gas efficiency, yield and calorific value of the product gas increase, but carbon conversion is little changed. Unburned carbon fraction of cyclone fine decreases with increasing fluidization gas velocity, reaction temperature and air/coal ratio, but is nearly constant with increasing steam/coal ratio. Overall carbon conversion decreases with increasing fluidization velocity and air/ coal ratio, but increases with increasing reaction temperature. The particle entrainment rate increases with increasing fluidization velocity, but decreases with increasing reaction temperature. This paper is dedicated to Professor Dong Sup Doh on the occasion of his retirement from Korea University.     

Oxygen Gasification of Municipal Solid Waste in a Fixed-bed Gasifier

abstract Four waste materials, paper, wood, textile and kitchen garbage, in municipal solid waste were gasified separately with oxygen in a fixed bed reactor. The yields of products char, tar and gas, ...