典型生物质在富氧燃烧烟气条件下气化反应特性的研究

发布时间：2020-06-09 16:55

【摘要】：能耗大和环保危机是现在面临的突出问题,使储量大可再生低污染的生物质能得到了越来越多的关注。生物质气化技术可以将生物质原料转化成可以直接利用的热值产气,因产物用途广而受到大家青睐。但气化技术也存在一些瓶颈,比如气化剂制备成本较高、反应温度较高带来的能耗大、气化剂组分较为单一等,而富氧燃烧烟气正是弥补气化技术这些缺陷的良好气化剂。本文以林业废弃物资源木屑作为主要研究对象,将富氧燃烧烟气作为气化介质探讨了在复杂气体成分下的生物质气化反应特性。首先用煤气分析仪监测产气,对木屑进行纯CO2气化的实验。研究发现引风机出力在变频器频率为3Hz、木屑粒径为60-100目、气化剂中C摩尔流量与木屑中C摩尔流量为1:1时,产气拥有最大的热值。另外,气化剂进入反应器的方式对气化产气特性也有明显的影响,因为进入方式不同会导致气化剂与生物质混合效果和在反应器中的停留时间的差异。其次,考虑温度和生物质种类等对纯CO2气化反应的影响。研究发现温度越高,气体的产气流量、热值和碳转化率越大,这与高温下生物质的反应速率和反应活性有所提升是分不开的。在900℃条件下,木屑气化的产气流量可达8.92L/min,热值可达9.33KJ/m3,碳转化率可达71.78%。另外,生物质之间的气化特性也有差异,其中木屑的气化活性最高。最后进行类富氧燃烧烟气(以下均简称“富氧燃烧烟气”)气氛下的气化实验研究,分析富氧燃烧烟气主要烟气组分对气化反应的影响。研究发现,当富氧燃烧烟气中氧含量为5%、水蒸气含量为20%时,产气流量和碳转化率达到最大。煤与生物质共气化实验发现,共气化的产气中CO、CH4和H2的比重基本都高于两者单独气化的叠加结果,这也使共气化的产气拥有更高的热值。这主要是由于生物质中碱金属和碱土金属对煤气化反应有促进作用。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TK6

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本文编号：2704976