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串行流化床生物质气化制氢试验研究

太阳能学报 2010年第2期31卷 242-247页

作者：吴家桦沈来宏王雷肖军东南大学热能工程研究所南京210096

基于串行流化床生物质气化技术,以水蒸气为气化剂,在串行流化床试验装置上进行生物质气化制氢的试验研究,考察了气化反应器温度、水蒸气/生物质比率(S/B)对气化气成分、烟气成分和氢产率的影响。结果表明:在燃烧反应器内燃烧烟气不会串... 详细信息

基于串行流化床生物质气化技术,以水蒸气为气化剂,在串行流化床试验装置上进行生物质气化制氢的试验研究,考察了气化反应器温度、水蒸气/生物质比率(S/B)对气化气成分、烟气成分和氢产率的影响。结果表明:在燃烧反应器内燃烧烟气不会串混至气化反应器,该气化技术能够稳定连续地从气化反应器获得不含N_2的富氢燃气,氢浓度最高可达71.5%;气化反应器温度是影响制氢过程的重要因素,随着温度的升高,气化气中H_2浓度不断降低,CO浓度显著上升,氢产率有所提高;S/B对气化气成分影响较小,随着S/B的增加,氢产率先升高而后降低,S/B的最优值为1.4。最高氢产率(60.3g H_2/kg biomass)是在气化反应器温度为920℃,S/B为1.4的条件下获得的。

关键词：串行流化床生物质气化制氢

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串行流化床内气固流动控制

化工学报 2007年第11期58卷 2753-2758页

作者：吴家桦沈来宏肖军卢海勇东南大学洁净煤发电及燃烧技术教育部重点实验室江苏南京210096

针对化学链燃烧分离CO2技术特点,在一串行流化床(循环床+喷动床)冷态实验装置上,以CaSO4载氧体为实验原料(dp=0.6mm),研究串行流化床气固流动特性。基于床内压力分布特征,提出将循环床(空气反应器)沿床高方向划分为鼓泡段和快速流化段2... 详细信息

针对化学链燃烧分离CO2技术特点,在一串行流化床(循环床+喷动床)冷态实验装置上,以CaSO4载氧体为实验原料(dp=0.6mm),研究串行流化床气固流动特性。基于床内压力分布特征,提出将循环床(空气反应器)沿床高方向划分为鼓泡段和快速流化段2个流型区域,将喷动床(燃料反应器)沿床高方向划分为喷动段、鼓泡段和悬浮段3个流型区域,得出串行流化床内气固流动控制机理。研究并考察了循环床流化风速度、喷动床喷动风速度对串行流化床内反应器间(空气反应器和燃料反应器)气体串混、颗粒循环速率以及床层压降的影响。研究结果表明,流化风是床内颗粒循环的驱动力,流化风速度应控制在3.77～4.05m.s-1;喷动风速度对床内颗粒循环以及系统稳定运行起着关键作用,建议将喷动风速度控制在0.42～0.56m.s-1。

关键词：串行流化床流化速度气体串混颗粒循环速率

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串行流化床生物质气化制取合成气试验研究

中国电机工程学报 2009年第11期29卷 111-118页

作者：吴家桦沈来宏肖军王雷郝建刚东南大学热能工程研究所江苏省南京市210096

串行流化床气化是一种崭新的气化技术,可将气化和燃烧过程分隔开,气化反应器和燃烧反应器之间依靠惰性固体载热体进行热量传递。以水蒸气为气化介质,在小型串行流化床试验装置上进行生物质气化制取合成气的试验研究,探讨气化反应器温度... 详细信息

串行流化床气化是一种崭新的气化技术,可将气化和燃烧过程分隔开,气化反应器和燃烧反应器之间依靠惰性固体载热体进行热量传递。以水蒸气为气化介质,在小型串行流化床试验装置上进行生物质气化制取合成气的试验研究,探讨气化反应器温度T、水蒸气与生物质比率S/B对气化结果的影响。试验结果表明,燃烧反应器内燃烧烟气不会串混至气化反应器,该气化技术能够稳定连续地从气化反应器获得不含N2的高品质合成气。随着气化反应器温度的提高,合成气中?(H2)/?(CO)减小,合成气产率增加,热值降低,总碳转换率先升高而后保持不变。随着S/B的增大,合成气产率和总碳转换率均先升高而后降低,S/B的最佳值为1.4。在试验阶段获得的最高合成气产率为1.87m3/kg,合成气热值为13.20MJ/m3,总碳转化率为91%。

关键词：热能工程串行流化床生物质气化合成气

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串行流化床内气体串混特性

化工学报 2012年第7期63卷 2017-2024页

作者：张思文吴家桦顾海明沈来宏肖军东南大学热能工程研究所江苏南京210096 中国东方电气集团有限公司中央研究院新能源与发电技术研究所四川成都611731

串行流化床反应器间的气体串混是影响化学链燃烧过程的关键因素之一,采用串行流化床冷态试验装置,通过改变各反应器入口流化数,考察反应器间的串混量及串混率。反应器之间的气体串混路径可能有空气反应器和燃料反应器之间的气体串混、... 详细信息

串行流化床反应器间的气体串混是影响化学链燃烧过程的关键因素之一,采用串行流化床冷态试验装置,通过改变各反应器入口流化数,考察反应器间的串混量及串混率。反应器之间的气体串混路径可能有空气反应器和燃料反应器之间的气体串混、燃料反应器内气体向旋风分离器串混、隔离器气体在空气反应器和燃料反应器内的分布。结果表明,在空气反应器和燃料反应器之间加设隔离器能有效阻止两个反应器之间发生气体串混;燃料反应器内少许气体通过反应器内料腿向上串混到旋风分离器排气中,串混率约为2%,这使得该串行流化床化学链燃烧的理论碳捕集效率可以达到98%;燃料反应器流化风速对隔离器内气体在两个反应器的分布影响较小,采用水蒸气流化可避免隔离器气体向空气反应器和燃料反应器内串混所带来的影响。

关键词：化学链燃烧串行流化床气体串混 CO2分离

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串行流化床稻秸气化合成甲醇的模拟

中国电机工程学报 2009年第32期29卷 103-111页

作者：张亚男肖军沈来宏东南大学热能工程研究所江苏省南京市210096

以秸秆为研究对象,利用Aspen Plus软件建立串行流化床稻秸气化制取富氢气体合成甲醇的模型,研究不同反应条件包括气化温度、气化压力、水蒸气与生物质(稻秸)的配比、液化温度及液化压力对甲醇产率的影响。结果表明:采用串行流化床稻秸... 详细信息

以秸秆为研究对象,利用Aspen Plus软件建立串行流化床稻秸气化制取富氢气体合成甲醇的模型,研究不同反应条件包括气化温度、气化压力、水蒸气与生物质(稻秸)的配比、液化温度及液化压力对甲醇产率的影响。结果表明:采用串行流化床稻秸水蒸气气化技术可获得氢浓度为55%以上的富氢燃气;在C301铜基催化剂作用下,对于以制甲醇为目的的串行流化床稻秸气化系统,气化温度建议在750℃左右,气化压力尽量接近常压,水蒸气与生物质配比在0.4～0.5内为佳,液化温度建议控制在220～240℃,液化压力为5MPa;在此最佳工况下,每千克的干燥无灰基稻秸可获得11.97mol的最大甲醇产量。研究成果为今后开展生物质气化及气化产气合成甲醇实验提供理论依据。

关键词：稻秸气化甲醇串行流化床模拟

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串行流化床生物质气化动力学模拟

天然气工业 2015年第2期35卷 114-118页

作者：诸林蒋鹏范峻铭诸佳李璐伶西南石油大学化学化工学院中国石油西南油气田公司川中油气矿

生物质是一种清洁、可再生能源,来源广泛。串行流化床气化工艺将生物质气化和燃烧过程分离,具有气化温度较低和合成气浓度高等优点,是国内外学者进行生物质能源利用研究的热点之一。为模拟其气化过程,针对松木和玉米秸秆这2种生物质原料... 详细信息

生物质是一种清洁、可再生能源,来源广泛。串行流化床气化工艺将生物质气化和燃烧过程分离,具有气化温度较低和合成气浓度高等优点,是国内外学者进行生物质能源利用研究的热点之一。为模拟其气化过程,针对松木和玉米秸秆这2种生物质原料,以水蒸气为气化介质,结合气化反应动力学方程,利用Aspen Plus系统(V7.2)对串行流化床生物质气化过程进行了动力学模拟,考察了进料水蒸气与生物质质量比(S/B)和气化温度对气化干气组成和产率的影响。模拟结果表明:①S/B值的变化、气化湿度的变化对松木和玉米秸秆气化所得干气组成及产率的影响趋势是一致的,但随着S/B增加,松木和玉米秸秆气化所得干气产率增加,CO_2和H_2含量升高,CO含量降低;②随着气化温度的升高,干气中H_2和CO_2含量逐渐降低,CO含量和干气产率增加;③在相同研究条件下,松木气化所得干气中的H_2含量与玉米秸秆气化相当,但产率优于玉米秸秆气化的产率。

关键词：串行流化床生物质气化动力学 Aspen Plus 模拟气化器燃烧器

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串行流化床生物质催化制氢模拟研究

中国电机工程学报 2006年第11期26卷 7-11页

作者：沈来宏肖军高杨东南大学洁净煤发电及燃烧技术教育部重点实验室江苏省南京市210096

氢是未来理想的清洁能源,寻求大规模的、洁净的、廉价制氢技术是各国科学家共同关心的问题。该文提出串行流化床生物质制氢技术,将生物质热解气化和燃烧过程分隔开,气化反应器和燃烧反应器之间依靠催化剂颗粒进行热量传递,分析了串行流... 详细信息

氢是未来理想的清洁能源,寻求大规模的、洁净的、廉价制氢技术是各国科学家共同关心的问题。该文提出串行流化床生物质制氢技术,将生物质热解气化和燃烧过程分隔开,气化反应器和燃烧反应器之间依靠催化剂颗粒进行热量传递,分析了串行流化床生物质制氢的化学反应机理,实现生物质催化气化高效制氢。利用Aspen Plus软件,建立串行流化床气化反应器模型,对生物质催化气化制氢进行了模拟计算,研究了气化过程中温度、催化剂种类(方解石、菱镁矿和白云石)、以及催化剂与生物质配比等变化因素对生物质气化制氢的影响。结果表明催化剂中CaO组分对生物质气化制氢过程的催化作用非常显著,气化反应温度为 700-750℃时较为适宜。

关键词：热力工程串行流化床生物质气化制氢数值模拟

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串行流化床生物质气化制取富氢气体模拟研究

太阳能学报 2008年第7期29卷 894-899页

作者：高杨肖军沈来宏东南大学热能工程研究所南京210096

利用串行流化床技术将生物质热解气化和燃烧过程分开,气化反应器和燃烧反应器之间通过灰渣进行热量传递,实现了自供热下生物质气化制氢。利用Aspen Plus软件模拟制氢过程,通过比较单反应器生物质气化的模拟结果和实验结果,验证了模拟研... 详细信息

利用串行流化床技术将生物质热解气化和燃烧过程分开,气化反应器和燃烧反应器之间通过灰渣进行热量传递,实现了自供热下生物质气化制氢。利用Aspen Plus软件模拟制氢过程,通过比较单反应器生物质气化的模拟结果和实验结果,验证了模拟研究的可行性。重点研究串行流化床中非催化气化与CaCO_3作用下的气化过程,探讨了气化温度、蒸汽与生物质的质量配比(S/B)对制氢的影响,为今后开展生物质气化制氢试验提供了理论参考。结果表明:对应不同气化温度,S/B都存在一个最佳值,且随着温度升高其值减小。当气化温度低于750℃时,添加CaCO_3可大幅提高氢产率,气化温度为700℃在S/B约为0.9时氢产率最大,达43.7mol·(kg生物质)^(-1)(干燥无灰基),比同温度下非催化气化提高了20.3%。随着气化温度升高,CaCO_3促进作用减弱。

关键词：生物质气化制氢串行流化床模拟

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串行流化床生物质气化合成二甲醚的模拟

动力工程学报 2012年第5期32卷 408-413,419页

作者：江宏玲肖军沈来宏东南大学热能工程研究所南京210096

以稻秸秆为研究对象,利用Aspen Plus软件建立了串行流化床生物质气化制取合成气合成二甲醚(DME)的模型,研究了不同气化温度、水蒸气与生物质的质量比(mS/mB)、DME合成温度、合成压力、吸收塔操作压力及吸收剂与DME的配比(nA/nD)对合成... 详细信息

以稻秸秆为研究对象,利用Aspen Plus软件建立了串行流化床生物质气化制取合成气合成二甲醚(DME)的模型,研究了不同气化温度、水蒸气与生物质的质量比(mS/mB)、DME合成温度、合成压力、吸收塔操作压力及吸收剂与DME的配比(nA/nD)对合成工艺的影响.结果表明:对于采用串行流化床生物质水蒸气气化技术制取DME的一步法合成系统,建议气化温度取750℃左右,mS/mB取0.3,DME合成温度取260℃,合成压力取4MPa,用水作吸收剂,吸收塔的操作压力控制在3～4MPa,nA/nD取0.5;在此工况下,1kg生物质(干燥基)所能产生的二甲醚物质的量约为6.1mol.

关键词：二甲醚串行流化床生物质气化一步法 Aspen Plus