C02吸附剂对生物质催化热解制取富氢燃气的影响

使用常压双颗粒流化床反应器,对稻壳生物质进行了添加C02吸附剂的催化热解研究．结果表明：C02吸附剂CaO和Ca（OH）2可明显促进生物质催化热解初期热解产物的二次反应,使产物向产氢方向移动．添加CaO时,产氢量随CaO添加量的增加而增加;而随Ca（OH）2添加量的增加,富氢燃气产物中氢气的体积分数和产氢量均有峰值出现．同时,Ca（OH）2在催化热解过程产生的H20可作为生物质二次反应和水煤气变换反应（WGS）的反应物,从而进一步提高热解产物中氢气的产量．     

新鲜生物质热解气化半焦特性的XRD研究

为了更全面地研究新鲜生物质的热解气化过程，对2种新鲜生物质不同热解气化条件下的半焦特性进行了研究．采用X-射线衍射（XRD）法分别考察了温度、催化剂和水分对生物质热解气化半焦微晶结构的影响．实验结果表明，生物质及其热解残炭中存在类似晶体的微晶；随着热解气化温度的升高，微晶层片直径逐渐增大；加入不同催化剂热解气化后的生物质半焦微晶变小，不同催化荆对微晶结构参数影响方式不同；水分增大也使生物质热解后半焦的微晶变小．随着生物质热解气化的深入，生物质逐渐脱除了非碳原子，其结构趋于有序化；催化剂的加入和生物质中的水分对生物质的热解气化有利．     

乙炔氢氯化固定床反应器的模拟分析

根据对乙炔氢氯化反应动力学以及工业装置实际运行状况的分析,建立固定床反应器拟均相二维有效扩散数学模型.结合中试经验数据,采用Crank-Nicholson方法求解方程并对工业固定床反应器进行模拟计算.模拟结果显示,计算所得固定床内温度和转化率分布与工业数据相符.利用模型计算结果分析发现,当催化剂活性水平较低时,乙炔空速和催化剂活性对反应结果有较大影响,将两者进行关联,可以建立不同催化剂活性水平下的最佳乙炔空速计算公式.通过对工业条件下不同管壁温度和不同反应管尺寸的模拟分析,可知现在工业上设置的管壁温度98 ℃和反应管尺寸51 mm×3.5 mm都是合理的.     

煤-富钾生物质共转化催化煤焦气化反应的研究

在喷动一载流床中制备了不同比例煤与麦秸的共热解焦,在热天平中考察了共热解焦CO^2气化反应性,分析了原料比率、热解温度等对共热解焦气化反应特性的影响．结果表明,20％生物质添加比例下,煤一麦秸共热解焦的气化反应性即明显高于煤焦,且共热解焦反应性随生物质比例增加而增大,脱碱金属麦秸与煤共热解焦的反应性则与煤焦相近;试验条件下,热解温度750℃制备的共热解焦中碱金属钾含量最高,并具有最高的气化反应性．动力学分析表明,与煤焦相比,煤一麦秸共热解焦的气化反应活化能显著降低．     

煤和废弃物共气化制备富氢燃料气的研究

开展了利用煤、废木屑和聚乙烯废料进行共气化以制备富氢燃料气的研究.实验在实验室小型流化床反应器上进行,气化介质采用空气和水蒸气.研究了气化温度和进料组成对气化过程,尤其是对气体产率、组成的影响.结果表明,气体组成中H2含量高达40%.而且,煤可以和高达40%的废木屑和聚乙烯废料进行共气化.当然,气化进料不同,气化产物也有所不同.煤与废木屑共气化时产物中的CO含量较高,而煤与聚乙烯共气化时烃类的含量较高.因此,通过控制进料可以得到不同组成的产品.     

流化床生物质快速裂解制液体燃料

在流化床反应器内进行生物质快速裂解制液体燃料的研究,实验装置包括加热、反应、分离和控制等部分,设计生物质最大处理量为1kg／h．测定了常温时加入填料时对流态化质量的影响,反应在常压和450℃-530℃内进行,以木屑为生物质原料,以氮气为流化气体,石英砂为加热介质．在适当的裂解条件下液体产率可达53％,气体和焦产率为16％左右,研究了反应温度,流化气体流量等对气液固产率及产物气相组成的影响。     

生物质微波热解气化技术研究进展

生物质热解气化可以生产清洁的小分子燃料,是实现生物能源替代化石能源的重要驱动。利用微波辅助生物质气化是实现生物能源高效利用和能源产品高值化的重要途径。阐述了微波强化生物质热解技术和微波催化定向气化技术,分析了生物质微波热解气化技术面临的挑战以及需要解决的问题,并给出了解决方案     

生物质流化床催化气化制氢系统分析与研究

生物质热化学转化制氢在技术经济性上有优势,但产品气焦油含量高、氢浓度低且产率有待提高.在先前的制氢研究基础上,进行了理论分析和试验系统设计优化,提出了生物质流化床-固定床二级催化制氢技术方案,着重介绍了自动数据采集系统、送料系统、气化介质送入方式以及催化剂的添加方式,给出了循环流化床气化炉的流体特性试验数据并分析了制氢过程的关键影响因素,为制氢热态试验的开展与生物质热化学制氢理论的建立提供指导.     

Non-isothermal Kinetics of Pyrolysis of Three Kinds of Fresh Biomass

The pyrolysis kinetics of three different kinds of fresh biomass （grass： triple A, wheat straw, corn straw） in nitrogen flow were studied by thermogravimetric analysis at five different heating rates. The kinetic parameters of the pyrolysis process were calculated using the method of Ozawa-Flynn-Wall and the mechanism of reactions were investigated using the method of Popescu. It was found that the values of activation energy varied in different temperature ranges. The pyrolysis processes are well described by the models of Zhuravlev （Zh） and valid for diffusion-controlled between 200 ℃ and 280 ℃, by Ginstling-Brounshtein （G-B）, valid for diffusion-control between 280 ℃ and 310 ℃, for first-order chemical reaction between 310℃ and 350 ℃. by Zhuravlev （Zh） valid for diffusion-control between 350 ℃ and 430 ℃ and by the one-way transport model when temperatures are over 430 ℃.     

生物质气化发电过程中焦油蒸汽催化裂解的研究

焦油的消除是生物质气化发电的关键技术之一,以1-甲基萘为生物质气化焦油的模型化合物,选择N iMo/A l2O3催化剂在一定条件下对其进行催化裂解.为了预测焦油的转化率与催化剂的积炭失活,采用4集焦油催化裂解物理模型,将焦油与焦炭分别作为独立的一集,重点研究了焦油催化裂解转化与催化剂的积炭,计算得到各个子过程的动力学参数和反应活化能,并通过实验对生物质气化焦油催化裂解模型进行了评估.     

掺烧煤热解气和生物质气对锅炉NOx排放的影响

对煤热解气和生物质气耦合煤粉进行了模拟,研究了不同组分的掺烧气体条件下锅炉NOx排放规律。结果表明,与原煤燃烧相比,掺烧煤热解气和生物质气均可降低锅炉NOx排放量。烟道出口处,原煤燃烧工况下NOx浓度值为244.2 mg/m3,比掺烧煤热解气时的NOx浓度值高出44.7 mg/m3,比掺烧生物质气时的NOx浓度值高出28.1 mg/m3。燃气组分中CHi基元成分越高,NOx排放值越低。     

生物质气催化合成甲醇的实验研究

为了探索秸秆类生物质转化为燃料甲醇的工艺条件,采用热化学方法将玉米秸秆裂解为秸秆燃气,对该燃气进行优化实验,制备出秸秆合成气.在直流流动等温积分反应器中,使用国产C301铜基催化剂,对催化合成甲醇的反应压力、反应温度、秸秆合成气组成进行优化实验研究.结果表明:合成甲醇的最佳反应温度和反应压力分别为230℃和5 MPa,秸秆合成气适宜组成为10.49%CO,8.8%CO2,40.49%H2,0.95%CnHm,37.32%N2.     

基于Cu和Pt基催化剂的乙醇水蒸气重整制氢试验研究

乙醇水蒸气重整制氢的车载应用不但可在线产生富氢气体,解决氢气的储运问题,还可实现混富氢气燃烧,降低排放.为得到较优的重整制氢方案,模拟内燃机尾气温度条件,在燃料重整试验台上实现乙醇的水蒸气催化重整制氢过程.在不同催化剂Cu₄₉Zn₂₁Al₁₈Zr₁₂和Pt/CZO/Al₂O₃条件下,考察了反应温度、水醇摩尔比和空速对重整气中φ(H₂)的影响.研究表明:当反应温度为723~973 K、空速为720 h^-1、水醇摩尔比分别为6∶1和4∶1时,二者φ(H₂)的平均值分别为47.78%和40.26%.催化剂Pt/CZO/Al₂O₃重整制氢的产量高于Cu₄₉Zn₂₁Al₁₈Zr₁₂,尤其是在823 K以上的高温区域.但是与Pt/CZO/Al₂O₃相比,Cu₄₉Zn₂₁Al₁₈Zr₁₂成本低廉,在873 K以上的温度区域,重整气中φ(H₂)也相当高.因此,基于Cu₄₉Zn₂₁Al₁₈Zr₁₂催化剂的乙醇水蒸气重整对于车载制氢更加具有可行性.