生物質(zhì)微米燃料催化氣化實驗研究

發(fā)布時間：2020-05-22 17:50

【摘要】： 目前,能源和環(huán)境問題已成為世界焦點性難題,它制約著人類的生存和社會的發(fā)展。隨著化石能源的日益枯竭和環(huán)境問題的日趨嚴(yán)重,開發(fā)潔凈可再生能源已成了緊迫的課題。而生物質(zhì)能作為唯一可儲存和可運(yùn)輸?shù)目稍偕鍧嵞茉?其研究和應(yīng)用日益受到全世界的重視。微米燃料就是在此背景下,由華中科技大學(xué)經(jīng)多年努力研究開發(fā)的新一類能源材料。它是將各種植物纖維原料(如秸稈、蘆葦、園林固廢、野草、藤蔓等所有非糧食植物)制備成粒徑在250μm,大部分在100μm以下的生物質(zhì)粉體燃料,簡稱為微米燃料。普通生物質(zhì)材料通過微米燃料技術(shù),變成了一種接近燃油和燃?xì)獾母咂肺涣黧w燃料。本文對松木微米燃料進(jìn)行工業(yè)組成、元素組成和熱值分析,了解其基本化學(xué)特性。突破傳統(tǒng)的工藝方法,采用低溫水蒸氣為氣化劑,將松木微米燃料氣化過程和催化裂解過程整合于一個反應(yīng)爐中,進(jìn)行制取富氫燃?xì)獾难芯俊Ｌ接憵饣癄t爐膛溫度分布情況,分析反應(yīng)爐溫度(700℃～900℃)、微米燃料粒徑(50um～150 um)、S/B(0～2.92)、水蒸氣壓力(0.01MPa～0.06MPa)等因素對微米燃料催化氣化產(chǎn)氣特性的影響,以及氣化強(qiáng)度對氣化效果和催化劑(白云石)對焦油催化裂解的影響。在所研究的實驗范圍內(nèi),微米燃料平均產(chǎn)氣率在1.14Nm~3/kg～1.78 Nm~3/kg范圍內(nèi)變化;氫產(chǎn)率在0.19Nm~3/kg～0.93Nm~3/kg范圍內(nèi)變化,其中氫氣含量最大值為51.12%;燃?xì)鉄嶂翟?986KJ/Nm~3～20895KJ/Nm~3范圍內(nèi)變化,為中熱值氣體;碳轉(zhuǎn)化率在61.96%～98.56%范圍內(nèi)變化;水蒸氣分解率在6.75%～71.43%范圍內(nèi)變化。實驗結(jié)果表明:較高的溫度有利于氫的產(chǎn)出,但溫度過高會使氣體熱值下降,潛在氫產(chǎn)率變化緩慢;粒度較小的微米燃料對燃?xì)饨M分分布和產(chǎn)氣率影響較大;適量水蒸氣的加入有利于焦油裂解和提高燃?xì)赓|(zhì)量,增加產(chǎn)氣率和產(chǎn)氫率,;白云石催化劑能有效降低飛灰和焦油含量,避免實驗過程中堵塞管道,同時白云石催化劑能使產(chǎn)氣中的氫含量提高12%以上;
【圖文】：