生物質(zhì)和煤解耦催化氣化制富氫氣體工藝研究
發(fā)布時間:2020-12-16 12:10
為高效轉(zhuǎn)化脫除生物質(zhì)和煤氣化過程焦油以及定向調(diào)控其產(chǎn)氣組成,本文根據(jù)解耦-優(yōu)化-再耦合原理,構(gòu)建了基于循環(huán)固體熱載體和催化劑的雙循環(huán)回路氣化系統(tǒng)(DDLG)。該氣化系統(tǒng)將氣化過程解耦為燃料熱解/氣化、焦油裂解/重整和半焦燃燒三個子過程,分別發(fā)生在三個獨立的反應(yīng)器中,即氣化反應(yīng)器、重整反應(yīng)器和燃燒反應(yīng)器。氣化反應(yīng)器和重整反應(yīng)器并行布置,分別與燃燒反應(yīng)器相連,構(gòu)成兩個平行的且可獨立控制的雙循環(huán)回路。通過此氣化系統(tǒng)布局,氣化反應(yīng)器和重整反應(yīng)器可以在各自最優(yōu)的反應(yīng)條件下運行,為強化燃料熱解/氣化和焦油裂解/重整反應(yīng)創(chuàng)造適宜的熱力學(xué)和動力學(xué)條件。以松木屑和神木煤為原料以及兼作為原位焦油裂解/重整催化劑的煅燒橄欖石為循環(huán)固體熱載體,考察了反應(yīng)條件對DDLG中松木屑和神木煤氣化以及共氣化過程的影響規(guī)律。對于松木屑氣化,重整反應(yīng)器從氣化反應(yīng)器中解耦,延長了含焦油氣體的停留時間且改善了氣-固接觸狀態(tài)。因此,升高重整反應(yīng)器溫度并輔以原位焦油裂解/重整催化劑可實現(xiàn)焦油高效轉(zhuǎn)化脫除。如氣化反應(yīng)器800 ℃、重整反應(yīng)器850 ℃和水蒸氣與原料中碳的質(zhì)量比(S/C)1.2反應(yīng)條件下,產(chǎn)氣中焦油含量降低至14.1 ...
【文章來源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:145 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
氣化過程反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)示意圖}}o卜Fig.1.1Reactionnetworkinfuelgasificatio}nprocess
1.2.1耦合氣化技術(shù)??耦合氣化技術(shù)即所有子反應(yīng)耦合發(fā)生在同一反應(yīng)空間或反應(yīng)器。傳統(tǒng)的生物質(zhì)氣化??技術(shù)如移動床、流化床(循環(huán)流化床)和氣流床氣化技術(shù)等,多為耦合氣化工藝。圖1.2??為移動床生物質(zhì)氣化工藝12V241,按照氣固流向可以分為并流/下吸式移動床、逆流/上吸??式移動床和錯流/橫吸式移動床。移動床氣化為內(nèi)熱耦合過程,即以氣體為熱載體依次與??原料接觸提供熱量。移動床制造和操作簡單,設(shè)備投資低,且移動顆粒層具有粉塵過濾??作用,適用于小規(guī)模區(qū)域供熱發(fā)電。?、??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??上吸式移動床?下吸式移動床?橫吸式移動床??圖1.2移動床生物質(zhì)氣化??Fig.?1.2?Moving?bed?biomass?gasification??圖1.3為流化床和循環(huán)流化床生物質(zhì)氣化工藝l:251。流化床和循環(huán)流化床氣化同樣為??內(nèi)熱耦合過程。由于采用較高的操作氣速,其氣化強度較移動床大,生產(chǎn)能力高,但粉??塵夾帶嚴重
但出口產(chǎn)氣溫度高,熱量回收困難。由于采用氣體、液體或粉狀固體進料,而生物??質(zhì)的粉碎通常是高耗能的過程,為此,生物質(zhì)需經(jīng)干燥、熱解、或低溫氣化等方法預(yù)處??理,例如德國科林公司(Choren?Industries?GmbH)的Carbo-V?.匸藝_?,如圖1.4。由于??反應(yīng)器設(shè)備投資高,需要純氧氣化劑,因此,氣流床氣化僅適用于大型系統(tǒng),這與生物??質(zhì)資源的分布特點相矛盾。??-5-??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]松木屑與褐煤流化床共氣化過程的分析[J]. 車德勇,孫艷雪,李少華. 太陽能學(xué)報. 2016(04)
[2]生物質(zhì)能分布式利用發(fā)展趨勢分析[J]. 吳創(chuàng)之,陰秀麗,劉華財,陳勇. 中國科學(xué)院院刊. 2016(02)
[3]基于Gibbs自由能最小化原理的生物質(zhì)催化氣化模擬[J]. 蘭維娟,李惟毅,陳冠益,王超,顏蓓蓓,朱哲. 太陽能學(xué)報. 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]生物質(zhì)與煤流化床共氣化特性研究進展[J]. 李振珠,李風(fēng)海,馬名杰,黃戒介,房倚天. 現(xiàn)代化工. 2014(07)
[6]生物質(zhì)化學(xué)制氫技術(shù)研究進展[J]. 陳冠益,孔韡,徐瑩,李婉晴,馬隆龍,顏蓓蓓,陳鴻. 浙江大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2014(07)
[7]生物質(zhì)熱解油的精制方法研究進展[J]. 司展,蔣劍春,王奎. 生物質(zhì)化學(xué)工程. 2013(06)
[8]基于Ca循環(huán)的生物質(zhì)加壓氣化制氫系統(tǒng)的模擬與優(yōu)化[J]. 趙亮,王勤輝,樊宏韜,方夢祥,駱仲泱. 動力工程學(xué)報. 2013(11)
[9]生物質(zhì)熱解液化技術(shù)研究與發(fā)展趨勢[J]. 朱錫鋒. 新能源進展. 2013(01)
[10]神木煤焦與CO2和水蒸氣反應(yīng)后期動力學(xué)特性[J]. 范冬梅,朱治平,呂清剛. 煤炭學(xué)報. 2013(07)
碩士論文
[1]褐煤固體熱載體熱解—氣化耦合工藝模擬研究及評價[D]. 路丙川.太原理工大學(xué) 2013
本文編號:2920123
【文章來源】:大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:145 頁
【學(xué)位級別】:博士
【部分圖文】:
氣化過程反應(yīng)網(wǎng)絡(luò)示意圖}}o卜Fig.1.1Reactionnetworkinfuelgasificatio}nprocess
1.2.1耦合氣化技術(shù)??耦合氣化技術(shù)即所有子反應(yīng)耦合發(fā)生在同一反應(yīng)空間或反應(yīng)器。傳統(tǒng)的生物質(zhì)氣化??技術(shù)如移動床、流化床(循環(huán)流化床)和氣流床氣化技術(shù)等,多為耦合氣化工藝。圖1.2??為移動床生物質(zhì)氣化工藝12V241,按照氣固流向可以分為并流/下吸式移動床、逆流/上吸??式移動床和錯流/橫吸式移動床。移動床氣化為內(nèi)熱耦合過程,即以氣體為熱載體依次與??原料接觸提供熱量。移動床制造和操作簡單,設(shè)備投資低,且移動顆粒層具有粉塵過濾??作用,適用于小規(guī)模區(qū)域供熱發(fā)電。?、??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??上吸式移動床?下吸式移動床?橫吸式移動床??圖1.2移動床生物質(zhì)氣化??Fig.?1.2?Moving?bed?biomass?gasification??圖1.3為流化床和循環(huán)流化床生物質(zhì)氣化工藝l:251。流化床和循環(huán)流化床氣化同樣為??內(nèi)熱耦合過程。由于采用較高的操作氣速,其氣化強度較移動床大,生產(chǎn)能力高,但粉??塵夾帶嚴重
但出口產(chǎn)氣溫度高,熱量回收困難。由于采用氣體、液體或粉狀固體進料,而生物??質(zhì)的粉碎通常是高耗能的過程,為此,生物質(zhì)需經(jīng)干燥、熱解、或低溫氣化等方法預(yù)處??理,例如德國科林公司(Choren?Industries?GmbH)的Carbo-V?.匸藝_?,如圖1.4。由于??反應(yīng)器設(shè)備投資高,需要純氧氣化劑,因此,氣流床氣化僅適用于大型系統(tǒng),這與生物??質(zhì)資源的分布特點相矛盾。??-5-??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]松木屑與褐煤流化床共氣化過程的分析[J]. 車德勇,孫艷雪,李少華. 太陽能學(xué)報. 2016(04)
[2]生物質(zhì)能分布式利用發(fā)展趨勢分析[J]. 吳創(chuàng)之,陰秀麗,劉華財,陳勇. 中國科學(xué)院院刊. 2016(02)
[3]基于Gibbs自由能最小化原理的生物質(zhì)催化氣化模擬[J]. 蘭維娟,李惟毅,陳冠益,王超,顏蓓蓓,朱哲. 太陽能學(xué)報. 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]生物質(zhì)與煤流化床共氣化特性研究進展[J]. 李振珠,李風(fēng)海,馬名杰,黃戒介,房倚天. 現(xiàn)代化工. 2014(07)
[6]生物質(zhì)化學(xué)制氫技術(shù)研究進展[J]. 陳冠益,孔韡,徐瑩,李婉晴,馬隆龍,顏蓓蓓,陳鴻. 浙江大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2014(07)
[7]生物質(zhì)熱解油的精制方法研究進展[J]. 司展,蔣劍春,王奎. 生物質(zhì)化學(xué)工程. 2013(06)
[8]基于Ca循環(huán)的生物質(zhì)加壓氣化制氫系統(tǒng)的模擬與優(yōu)化[J]. 趙亮,王勤輝,樊宏韜,方夢祥,駱仲泱. 動力工程學(xué)報. 2013(11)
[9]生物質(zhì)熱解液化技術(shù)研究與發(fā)展趨勢[J]. 朱錫鋒. 新能源進展. 2013(01)
[10]神木煤焦與CO2和水蒸氣反應(yīng)后期動力學(xué)特性[J]. 范冬梅,朱治平,呂清剛. 煤炭學(xué)報. 2013(07)
碩士論文
[1]褐煤固體熱載體熱解—氣化耦合工藝模擬研究及評價[D]. 路丙川.太原理工大學(xué) 2013
本文編號:2920123
本文鏈接:http://sikaile.net/projectlw/hxgylw/2920123.html
最近更新
教材專著