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Date of Publication:2018-08-31

Journal:农业工程学报

Volume:34

Issue:17

Page Number:222-228

ISSN No.:1002-6819

Key Words:生物质;气化;催化;解耦三床;橄榄石;原位焦油裂解

Abstract: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.