基于热解-重整-燃烧解耦三床气化系统的生物质催化制富氢气体

作     者：亚力昆江.吐尔逊 潘岳 别尔德汗.瓦提汗 迪丽努尔.塔力甫 阿布力克木.阿布力孜 马凤云 徐绍平 Yalkunjan Tursun;Pan Yue;Bieerdehan Watihan;Dilinuer Talifu;Abulikemu Abulizi;Ma Fengyun;Xu Shaoping

作者机构：新疆大学化学化工学院煤炭洁净转化与化工过程自治区重点实验室乌鲁木齐830046 大连理工大学化工学院精细化工国家重点实验室大连116024 

出 版 物：《农业工程学报》 (Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering)

年 卷 期：2018年第34卷第17期

页      面：222-228页

核心收录：

学科分类：080703[工学-动力机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家自然科学基金(21766037 50776013) 自治区高校科研计划项目(XJEDU2016S029) 新疆大学博士启动基金(BS160225) 

主　　题：生物质 气化 催化 解耦三床 橄榄石 原位焦油裂解 

摘      要：生物质催化气化是将生物质转换成富氢气体的有效途径。该研究提出了一种由热解反应器、重整反应器和提升管燃烧器三部分构成的解耦三床生物质气化(decoupled triple bed gasification,DTBG)工艺。在实验室规模的DTBG气化反应装置上,以水蒸气为气化剂,以橄榄石为原位焦油裂解催化床料,进行了生物质水蒸气催化气化试验,考察了生物质种类、重整器温度、生物质进料速率对气化效果的影响规律,并且对气化副产物焦油的特性进行了分析。试验结果表明,生物质原料的挥发分对气化产物分布的影响很大,原料挥发分含量越高,气体产率越高,碳转化率越高,气体中的H2和CO体积分数越大、CO2体积分数越低。当重整器温度由750升高到850℃时,气体产率从0.91增加到1.08 m3/kg,焦油质量浓度从19.1降低到7.3 g/m3,同时气体品质大幅度提升。随着生物质进料速率的增加,产气中H2体积分数大幅度增加,CO2体积分数大幅度降低,但是焦油质量浓度基本不变。当重整器温度为800℃,白松木屑进料速率为220 g/h时,H2和CO体积分数分别达到了42.2%和14.6%,产气中焦油质量浓度为10.1 g/m3。气化焦油的主要成分为多环芳烃,其中萘含量最高。当重整器温度从700℃升高到850℃时,焦油中单环化合物几乎全部分解,3~4环多环芳烃化合物逐步降低,萘的相对含量从54.7%升高到75.6%。该研究结果可为大规模气化装置的设计、运行以及优化提供理论指导。