【摘要】：氣化作為生物質(zhì)清潔高效利用的一種主要方式,受到越來越廣泛的關(guān)注。本文首先以赤鐵礦作為循環(huán)固體熱載體床料,進(jìn)行了解耦雙循環(huán)系統(tǒng)(DDLG)中白松木屑的水蒸氣氣化實驗。該解耦氣化系統(tǒng)主要由三個反應(yīng)器組成,即流化床氣化反應(yīng)器、移動床重整反應(yīng)器和流化床提升管燃燒器,在顆粒分級器的作用下,基于上述三個主要反應(yīng)器形成了兩個平行的循環(huán)回路,即氣化循環(huán)回路和重整循環(huán)回路。氣化回路中的循環(huán)床料為較細(xì)的石英砂顆粒,而重整回路中的循環(huán)床料為較粗的赤鐵礦顆粒或(與)石英砂顆粒。實驗分別研究了赤鐵礦的循環(huán)速率,重整反應(yīng)器溫度,水蒸氣與碳的質(zhì)量比(S/C)以及添加載鎳赤鐵礦(NiO/Hematite)的影響。結(jié)果表明,上述因素在生物質(zhì)水蒸氣氣化中均起著重要的作用。較高的重整反應(yīng)溫度可以促進(jìn)焦油的去除和水的轉(zhuǎn)化,較高的S/C會增加H_2/CO并提高氣體產(chǎn)率,而部分添加NiO/Hematite可以顯著促進(jìn)碳轉(zhuǎn)化率和氣體產(chǎn)率。在氣化反應(yīng)器750~oC和重整反應(yīng)器700~oC的條件下,石英砂作為床料時焦油含量為29.6g/Nm~3,而赤鐵礦作為床料時焦油含量顯著降低至4.2g/Nm~3。石英砂作為循環(huán)床料時,分別計算了氣化反應(yīng)器/重整反應(yīng)器和提升管燃燒器的熱平衡。結(jié)果表明,氣化反應(yīng)器和重整反應(yīng)器是在近似自熱的操作條件下運行。對于提升管燃燒器,燃燒提供的熱量不足以支持提升管達(dá)到自熱狀態(tài),還需向其中添加生物質(zhì)用作燃料以達(dá)到自熱狀態(tài)。以甲苯作為焦油模型化合物,在固定床管式反應(yīng)器中進(jìn)行了甲苯水蒸氣催化重整實驗,并分別研究了反應(yīng)溫度、S/C、甲苯液時空速(LHSV)及NiO/Hematite對于甲苯轉(zhuǎn)化效果的影響。結(jié)果表明,赤鐵礦具有良好的自還原活性和焦油裂解能力。在催化劑未進(jìn)行預(yù)還原,反應(yīng)溫度為850~oC,甲苯進(jìn)料速率為6ml/h,S/C為1的條件下,赤鐵礦作用下的碳轉(zhuǎn)化率達(dá)到19.3%,而同條件石英砂作用下的碳轉(zhuǎn)化率僅為7.5%。S/C和LHSV的增加均會導(dǎo)致碳轉(zhuǎn)化率的降低,其中高S/C有利于產(chǎn)氣向H_2的定向轉(zhuǎn)化,負(fù)載NiO促進(jìn)了焦油的裂解并大幅提高了H_2的產(chǎn)率。通過GC-MS分析了來自解耦雙循環(huán)系統(tǒng)中不同條件下生物質(zhì)水蒸氣氣化過程焦油的組成,并進(jìn)行整理和分類。焦油中的化合物被根據(jù)其環(huán)數(shù)主要分為四類,即單環(huán)、二環(huán)、三環(huán)和多環(huán)(≥4)芳香化合物。結(jié)果顯示,隨著赤鐵礦循環(huán)速率的增加,焦油內(nèi)化合物種類明顯減少并逐漸重質(zhì)化;隨著重整溫度的升高,焦油中化合物含量減少并逐漸輕質(zhì)化;NiO/Hematite催化劑可以在促進(jìn)焦油組成更加輕質(zhì)化的同時,顯著降低焦油中的硫含量。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TK6;TQ032.4

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 長公;上海推介“化工干燥烘房風(fēng)機(jī)回轉(zhuǎn)雙循環(huán)系統(tǒng)”專利技術(shù)[J];上海化工;2005年04期

2 楊公成,林均剛;輪胎硫化間接加熱雙循環(huán)系統(tǒng)的改進(jìn)方案——輪胎硫化單供水雙循環(huán)恒壓過熱水系統(tǒng)[J];橡膠技術(shù)與裝備;1998年02期

3 辛鈞;崔培培;;風(fēng)冷冰箱旁通雙循環(huán)系統(tǒng)冷量耦合優(yōu)化研究[J];日用電器;2019年08期

4 王心悅;余岳峰;胡達(dá);陳亮樂;閔承浩;董政文;;全流-雙循環(huán)地?zé)岚l(fā)電系統(tǒng)分析[J];上海交通大學(xué)學(xué)報;2013年04期

5 朱明善;余熱動力回收系統(tǒng)的

本文編號：2715605