生物质和煤解耦催化气化制富氢气体工艺研究
发布时间：2020-12-16 12:10
为高效转化脱除生物质和煤气化过程焦油以及定向调控其产气组成,本文根据解耦-优化-再耦合原理,构建了基于循环固体热载体和催化剂的双循环回路气化系统（DDLG）。该气化系统将气化过程解耦为燃料热解/气化、焦油裂解/重整和半焦燃烧三个子过程,分别发生在三个独立的反应器中,即气化反应器、重整反应器和燃烧反应器。气化反应器和重整反应器并行布置,分别与燃烧反应器相连,构成两个平行的且可独立控制的双循环回路。通过此气化系统布局,气化反应器和重整反应器可以在各自最优的反应条件下运行,为强化燃料热解/气化和焦油裂解/重整反应创造适宜的热力学和动力学条件。以松木屑和神木煤为原料以及兼作为原位焦油裂解/重整催化剂的煅烧橄榄石为循环固体热载体,考察了反应条件对DDLG中松木屑和神木煤气化以及共气化过程的影响规律。对于松木屑气化,重整反应器从气化反应器中解耦,延长了含焦油气体的停留时间且改善了气-固接触状态。因此,升高重整反应器温度并辅以原位焦油裂解/重整催化剂可实现焦油高效转化脱除。如气化反应器800 ℃、重整反应器850 ℃和水蒸气与原料中碳的质量比（S/C）1.2反应条件下,产气中焦油含量降低至14.1 ...
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：145 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
气化过程反应网络示意图}}o卜Fig.1.1Reactionnetworkinfuelgasificatio}nprocess
１．２．１耦合气化技术??耦合气化技术即所有子反应耦合发生在同一反应空间或反应器。传统的生物质气化??技术如移动床、流化床（循环流化床）和气流床气化技术等，多为耦合气化工艺。图１．２??为移动床生物质气化工艺１２Ｖ２４１，按照气固流向可以分为并流／下吸式移动床、逆流／上吸??式移动床和错流／横吸式移动床。移动床气化为内热耦合过程，即以气体为热载体依次与??原料接触提供热量。移动床制造和操作简单，设备投资低，且移动颗粒层具有粉尘过滤??作用，适用于小规模区域供热发电。?、??Ｂｉｏｍａｓｓ?Ｂｉｏｍａｓｓ?Ｂｉｏｍａｓｓ??ｄＬ?ｉｌｋ??＾?．?Ｄｒｙｉｎｇ??—ｇ?ｒ?Ｄｒｙｉｎｓ??＾Ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ??Ｐｖ＿ｉｓ?＼＇ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ?／?…／＇?Ｐｙｒｏｌｙｓ．ｓ／??Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ?＿＾．Ｇｒａｔｅ?３?ｊＴ￣＾＇?Ｃｏｍｂｕｓｌ?．．．＂｜?「＿?ＧａＳ??－ｊｒ?—?—?—?—?—?—＾?Ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｊｉ＾ｌ?ｒ?—?—?—?｜??Ｓｔｅａｍ?ｐｌｕｓ?ａｉｒ?？?，?一?■?—?一?—?－Ｌ－?１?—１??１一￣ｒ＾Ｇａｓ?Ａｓｈ／??＼?＼Ａｓｈ??上吸式移动床?下吸式移动床?横吸式移动床??图１．２移动床生物质气化??Ｆｉｇ．?１．２?Ｍｏｖｉｎｇ?ｂｅｄ?ｂｉｏｍａｓｓ?ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ??图１．３为流化床和循环流化床生物质气化工艺ｌ：２５１。流化床和循环流化床气化同样为??内热耦合过程。由于采用较高的操作气速，其气化强度较移动床大，生产能力高，但粉??尘夹带严重
但出口产气温度高，热量回收困难。由于采用气体、液体或粉状固体进料，而生物??质的粉碎通常是高耗能的过程，为此，生物质需经干燥、热解、或低温气化等方法预处??理，例如德国科林公司（Ｃｈｏｒｅｎ?Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ?ＧｍｂＨ）的Ｃａｒｂｏ－Ｖ？．匸艺＿?，如图１．４。由于??反应器设备投资高，需要纯氧气化剂，因此，气流床气化仅适用于大型系统，这与生物??质资源的分布特点相矛盾。??－５－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]松木屑与褐煤流化床共气化过程的分析[J]. 车德勇,孙艳雪,李少华. 太阳能学报. 2016(04)
[2]生物质能分布式利用发展趋势分析[J]. 吴创之,阴秀丽,刘华财,陈勇. 中国科学院院刊. 2016(02)
[3]基于Gibbs自由能最小化原理的生物质催化气化模拟[J]. 兰维娟,李惟毅,陈冠益,王超,颜蓓蓓,朱哲. 太阳能学报. 2014(12)
[4]Performance of Co/MgO catalyst for CO2 reforming of toluene as a model compound of tar derived from biomass gasification[J]. Xiuxiu Bao,Meng Kong,Wen Lu,Jinhua Fei,Xiaoming Zheng. Journal of Energy Chemistry. 2014(06)
[5]生物质与煤流化床共气化特性研究进展[J]. 李振珠,李风海,马名杰,黄戒介,房倚天. 现代化工. 2014(07)
[6]生物质化学制氢技术研究进展[J]. 陈冠益,孔韡,徐莹,李婉晴,马隆龙,颜蓓蓓,陈鸿. 浙江大学学报(工学版). 2014(07)
[7]生物质热解油的精制方法研究进展[J]. 司展,蒋剑春,王奎. 生物质化学工程. 2013(06)
[8]基于Ca循环的生物质加压气化制氢系统的模拟与优化[J]. 赵亮,王勤辉,樊宏韬,方梦祥,骆仲泱. 动力工程学报. 2013(11)
[9]生物质热解液化技术研究与发展趋势[J]. 朱锡锋. 新能源进展. 2013(01)
[10]神木煤焦与CO2和水蒸气反应后期动力学特性[J]. 范冬梅,朱治平,吕清刚. 煤炭学报. 2013(07)
硕士论文
[1]褐煤固体热载体热解—气化耦合工艺模拟研究及评价[D]. 路丙川.太原理工大学 2013
本文编号：2920123
【文章来源】：大连理工大学辽宁省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：145 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
气化过程反应网络示意图}}o卜Fig.1.1Reactionnetworkinfuelgasificatio}nprocess
１．２．１耦合气化技术??耦合气化技术即所有子反应耦合发生在同一反应空间或反应器。传统的生物质气化??技术如移动床、流化床（循环流化床）和气流床气化技术等，多为耦合气化工艺。图１．２??为移动床生物质气化工艺１２Ｖ２４１，按照气固流向可以分为并流／下吸式移动床、逆流／上吸??式移动床和错流／横吸式移动床。移动床气化为内热耦合过程，即以气体为热载体依次与??原料接触提供热量。移动床制造和操作简单，设备投资低，且移动颗粒层具有粉尘过滤??作用，适用于小规模区域供热发电。?、??Ｂｉｏｍａｓｓ?Ｂｉｏｍａｓｓ?Ｂｉｏｍａｓｓ??ｄＬ?ｉｌｋ??＾?．?Ｄｒｙｉｎｇ??—ｇ?ｒ?Ｄｒｙｉｎｓ??＾Ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ??Ｐｖ＿ｉｓ?＼＇ｐｙｒｏｌｙｓｉｓ?／?…／＇?Ｐｙｒｏｌｙｓ．ｓ／??Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ?＿＾．Ｇｒａｔｅ?３?ｊＴ￣＾＇?Ｃｏｍｂｕｓｌ?．．．＂｜?「＿?ＧａＳ??－ｊｒ?—?—?—?—?—?—＾?Ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｊｉ＾ｌ?ｒ?—?—?—?｜??Ｓｔｅａｍ?ｐｌｕｓ?ａｉｒ?？?，?一?■?—?一?—?－Ｌ－?１?—１??１一￣ｒ＾Ｇａｓ?Ａｓｈ／??＼?＼Ａｓｈ??上吸式移动床?下吸式移动床?横吸式移动床??图１．２移动床生物质气化??Ｆｉｇ．?１．２?Ｍｏｖｉｎｇ?ｂｅｄ?ｂｉｏｍａｓｓ?ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ??图１．３为流化床和循环流化床生物质气化工艺ｌ：２５１。流化床和循环流化床气化同样为??内热耦合过程。由于采用较高的操作气速，其气化强度较移动床大，生产能力高，但粉??尘夹带严重
但出口产气温度高，热量回收困难。由于采用气体、液体或粉状固体进料，而生物??质的粉碎通常是高耗能的过程，为此，生物质需经干燥、热解、或低温气化等方法预处??理，例如德国科林公司（Ｃｈｏｒｅｎ?Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ?ＧｍｂＨ）的Ｃａｒｂｏ－Ｖ？．匸艺＿?，如图１．４。由于??反应器设备投资高，需要纯氧气化剂，因此，气流床气化仅适用于大型系统，这与生物??质资源的分布特点相矛盾。??－５－??
【参考文献】：
期刊论文
[1]松木屑与褐煤流化床共气化过程的分析[J]. 车德勇,孙艳雪,李少华. 太阳能学报. 2016(04)
[2]生物质能分布式利用发展趋势分析[J]. 吴创之,阴秀丽,刘华财,陈勇. 中国科学院院刊. 2016(02)
[3]基于Gibbs自由能最小化原理的生物质催化气化模拟[J]. 兰维娟,李惟毅,陈冠益,王超,颜蓓蓓,朱哲. 太阳能学报. 2014(12)
[4]Performance of Co/MgO catalyst for CO2 reforming of toluene as a model compound of tar derived from biomass gasification[J]. Xiuxiu Bao,Meng Kong,Wen Lu,Jinhua Fei,Xiaoming Zheng. Journal of Energy Chemistry. 2014(06)
[5]生物质与煤流化床共气化特性研究进展[J]. 李振珠,李风海,马名杰,黄戒介,房倚天. 现代化工. 2014(07)
[6]生物质化学制氢技术研究进展[J]. 陈冠益,孔韡,徐莹,李婉晴,马隆龙,颜蓓蓓,陈鸿. 浙江大学学报(工学版). 2014(07)
[7]生物质热解油的精制方法研究进展[J]. 司展,蒋剑春,王奎. 生物质化学工程. 2013(06)
[8]基于Ca循环的生物质加压气化制氢系统的模拟与优化[J]. 赵亮,王勤辉,樊宏韬,方梦祥,骆仲泱. 动力工程学报. 2013(11)
[9]生物质热解液化技术研究与发展趋势[J]. 朱锡锋. 新能源进展. 2013(01)
[10]神木煤焦与CO2和水蒸气反应后期动力学特性[J]. 范冬梅,朱治平,吕清刚. 煤炭学报. 2013(07)
硕士论文
[1]褐煤固体热载体热解—气化耦合工艺模拟研究及评价[D]. 路丙川.太原理工大学 2013
本文编号：2920123
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