新鲜生物质热解气化半焦特性的FTIR研究

为了更全面地研究新鲜生物质的热解气化过程,对二种新鲜生物质不同热解气化条件下的半焦特性进行了研究。采用傅立叶变换红外光谱(FT IR)法分别考察了温度和水分对生物质热解气化半焦特性的影响。结果表明,生物质在200℃热解后各种基团量增大,此后随着热解温度的升高各基团呈逐渐减小的趋势;水分的存在有利于-OH、C=O基团脱落或转化。     

CaO基催化剂在生物质热解中原位脱碳作用研究

研究了CaO基复合催化剂在生物质热解过程中的原位脱碳作用,通过气相色谱仪分析热解气体产物组分及含量。结果表明,CaO基复合催化剂可以原位吸附生物质热解过程中产生的CO₂,达到生物质定向催化转化的目的。使用Fe-CaO、Ni-CaO复合催化剂可使生物质热解液相产物产率降低至20%以下,而气体产率提高,最高可达67.1%。Ni-CaO催化热解条件下气体产物中H₂含量最高可达52.9%,同时φ(H2)/φ(CO)达到2.6,改善了热解气品质。     

小型生物质热解气化发电系统研究

以玉米秸秆颗粒为生物质原料,以产气量为20m3／h的热解炉为气化装置,结合10kw的燃气内燃机发电系统及生物质焦油裂解装置,概述了生物质焦油的净化流程,分析了热解温度与生物质热解气成分的关系,得出生物质热解气发电的运行情况．简要总结了生物质炭的利用和小型生物质热解气化发电系统的特点．     

热解气氛对煤热解行为的影响

利用DSC／TG-MS同步热分析一质谱联用技术对新疆哈密煤进行研究．考察了氩气、空气为热解气氛时,煤样的热分解过程,热解气相产物H2O,CO2,NO2,O2的逸出规律,并从微观的角度提出了其热解机理．实验表明,由于空气中氧气的高反应活性,使得煤样热解气相产物逸出的温度区间缩短,出现选出峰的温度提前,同时有大量的热量放出,但热解气相产物H2O,CO2,NO2,SO2的逸出量比氩气气氛下少．另外,煤样灰分中CaO,Fe2O3的含量很高,这也是影响煤样热解气相产物形成的原因之一．     

生物质热解气化技术的研究现状及其发展

文章讨论了生物质能源概况及生物质热解气化技术目前的现状,认为大力发展生物质气化技术有着广阔的前景。     

生物质热解气化技术

生物质热解气化是农林废弃物向清洁燃气转化的关键技术，产生的合成气可替代天然气等化石燃料，实现燃气、热能和电能的供给。目前我国生物质热解气化技术经过20余年的发展，完成了民用分布式生物质燃气供应系统的示范和布局，并初步具备了规模化燃气制备和发电的产业技术基础。“十二五”期间，具有显著提高燃气质量的富氧气化、蒸汽气化、甲烷化制备Bio-SNG等技术成为重要的研究方向，装备设计制造的大型化、规范化和标准化成为产业发展的必然。     

不同气氛下聚乙烯低温热解气化特性分析

气化熔融焚烧技术是高效率低污染的新型城市生活垃圾处理技术,该技术的关键环节是垃圾低温(600～650 ℃)气化.以垃圾中主要可燃组分聚乙烯为试验物料,采用管式炉,分别在N2,CO2,N2 H2O,N2 O2,N2 O2 CO2 H2O气氛下,进行了低温(600 ℃)热解气化特性的试验研究.试验结果表明:反应气氛中含O2能显著提高气体产物中CO2的含量,从而提高了碳转化率,但能量转化效率和气体低位热值均较低;CO2气氛下CO的产生量明显增高,从而使气体低位热值和碳转化率显著增大;H2O气氛有利于H2的生成和产气量、气体低位热值、能量转化效率的提高,其中能量转化效率可达80%,但对大分子烃族类二次裂解具有一定的抑制作用;气体低位热值在N2 O2 CO2 H2O混合气氛下最大,达到12.8 MJ/m3.     

铁精矿内配某生物质高温高压热解及其还原行为研究

以生物质为还原剂,在温度为1 040℃、压力为30 kPa下对铁精矿内配生物质热解气化及其还原行为进行研究。研究结果表明：初期热解产生了酚类等大分子碳氢氧化合物液相,并与铁精矿形成了焦油包裹体,显著迟滞了生物质挥发分的释放;外配水和铁精矿中的晶格氧促进了大分子碳氢氧化合物逐步氧化为酮类、酸类化合物,并最终转化为CO和H₂等还原性气体;铁精矿还原生成了铁晶须,部分形成了碳铁化合物,实现了铁氧化物的高效快速还原,入炉50 min时,金属化率达96.72%。     

气氛对煤热解过程中气相产物释放的影响

利用固定床热解装置对西部弱还原性宁夏灵武煤(LW煤)及对比煤样山西平朔煤(PS煤)进行研究,考察了以N2、N2(80%)/CO2(20%)以及N2(98%)/O2(2%)(体积分数)为热解气氛时,热解气相产物的生成规律。实验结果表明,相同气氛下,LW煤受热分解生成的H2、CO和CO2的累积产率均比PS煤高,而CH4的累积产率比PS煤低。相对于N2气氛,在200~600℃范围内,CO2气氛中LW煤的H2累积产率降低,CH4的累积产率增加,PS煤CH4的累积产率显著下降;O2气氛降低了两种煤的初始热解温度,改变了气相产物的组成,从而使气相产物累积产率均大幅度增加。气氛对煤热解活性的影响与其还原程度有关,CO2对PS煤的影响作用明显,对LW煤的影响较小;而O2对弱还原性LW煤具有更强的影响作用。为我国西部弱还原性煤炭资源的综合利用提供基础理论依据。     

热解温度对东胜褐煤等温热解的影响

对东胜褐煤进行等温热解试验,分析热解温度对褐煤热解气的组成、产量和热值的影响,并利用FTIR对褐煤及其热解产物半焦的主要分子结构进行分析。结果表明,随着等温热解温度的升高,褐煤热解产物半焦中脂肪烃类结构及含氧官能团减少;热解气中CO和H2的含量逐渐增加,CO2的含量明显降低,CH4和CnHm的含量先增加后减少,热解气的产量和热值明显增加;当热解温度为700℃时可得到较高热值的热解气,此时φ(H2)高达39.5%。     

氧气对生物质气化气及焦油成分影响的实验研究

生物质气化再燃是生物质能利用的较好方式之一.生物质气化再燃技术中,气化气及焦油的不同组成对再燃效果有所影响.自行设计搭建热功率为10 kW的上吸式生物质气化炉,进行典型生物质燃料木屑的气化实验,通过改变气化剂空气的量,研究氧气对生物质气化气及焦油成分的影响.实验结果表明,氧气量增加,气化气中主要组分的体积含量均有所增加,而焦油中占据主要比重的酚类物质相对含量减少.此研究为生物质气化再燃技术的开发提供一定的理论指导.     

生物质燃料与煤混燃时NO_x/N_2O排放的研究

为寻找一种能够有效抑制流化床中NOx和N2O排放的途径．在一个实验室规模的小型鼓泡流化床上进行了生物质燃料（木屑）与煤混燃的研究．结果表明：木屑与煤混燃可以有效地降低NOx和N2O的排放,并且还发现,对NOx和N2O的削减能力与混合比例有关．掺入木屑的比例越大,削减的程度越强,但随温度的升高．削减程度有所下降．对木屑与煤混燃能降低NOx／N2O排放的原因进行了讨论．     

CO2吸附剂对生物质催化热解制取富氢燃气的影响

使用常压双颗粒流化床反应器,对稻壳生物质进行了添加CO2吸附剂的催化热解研究.结果表明:CO2吸附剂CaO和Ca(OH)2可明显促进生物质催化热解初期热解产物的二次反应,使产物向产氢方向移动.添加CaO时,产氢量随CaO添加量的增加而增加;而随Ca(OH)2添加量的增加,富氢燃气产物中氢气的体积分数和产氢量均有峰值出现.同时,Ca(OH)2在催化热解过程产生的H2O可作为生物质二次反应和水煤气变换反应(WGS)的反应物,从而进一步提高热解产物中氢气的产量.     

源头提质的高热值垃圾制衍生燃料热解产气特性

基于江苏省甪直镇城市生活垃圾源头提质后的高热值组分经过分选、破碎等工艺压制成RDF燃料,利用高温管式炉进行RDF热解实验,研究热解终温、物料配比、催化剂、温升速率和添加辅料等影响因素对RDF的热解燃料气的影响。研究结果表明:热解终温增大,热解效率及气体转化率都增大,温度越高,热解气中H2体积分数增大CO体积分数先减小后增大,CH4体积分数先增大后减小,CO2体积分数减小;随着RDF中生物质含量减小,生活垃圾含量增大,半焦及热解气先增大后减小;添加污泥的RDF热解效率及气体转化率分别增加2.85%和2.62%,CO和CH4体积分数增大,CO2体积分数减小;添加催化剂DHC-32的RDF热解气中H2体积分数大幅增加,CO2体积分数减小。快加热方式热解气产率增大,CO和CH4体积分数增大,CO2体积分数减小。     

F-T柴油与正丁醇混合燃料的非常规排放特性研究

为了分析F-T柴油及其与正丁醇混合燃料对柴油机非常规排放特性的影响,以0#柴油、F-T柴油及F-T柴油正丁醇混合油为燃料,在增压中冷四缸柴油机上进行了外特性试验,并利用FTIR多组分气体测试仪检测柴油机的甲醛、1,3-丁二烯、二氧化碳（CO2）、一氧化二氮（N2O）和甲醇等非常规排放特性。分析结果表明：与柴油相比F-T柴油及其混合燃料可以降低甲醛、1,3-丁二烯、CO2和N2O四种非常规排放,甲醇排放略有升高未超过3.11ppm,随着正丁醇掺混比例的增加甲醛、1,3-丁二烯、CO2、N2O降低的幅度增大,甲醇排放降低。F-T柴油及其混合燃料可以降低柴油机的非常规排放,是煤基和生物质燃料组成的新型替代燃料。     

城镇污水处理厂对周边大气中温室气体本底浓度的影响

针对城镇污水处理厂温室气体排放检测需求,采用双检测器模式,构建了同时检测污水处理厂排放的甲烷(CH4)、二氧化碳(CO2)和氧化亚氮(N2O)浓度的气相色谱法监测技术,该方法采用HAYESEP Q色谱柱以及FID和μECD检测器对3种温室气体进行定量分析.结果表明:该色谱体系检测CH4、CO2和N2O浓度的精密度相对标...     

生物质快速热解过程中产物的在线测定

利用U形反应器与FTIR联动方法对7种生物质在600 ℃快速热解1 min时的热解产物进行了在线测定,同时还进行了不同温度(400 ℃和800 ℃)和添加二氧化硅、硅藻土、石灰石等对热解产物影响的研究.结果显示,不同生物质的热解产物有明显差别,但主要产物为CO,CO2,CH4,CH3CH ∶ CH2,CH3COCH3等;温度是影响生物质有机质分解产物组成的重要因素,低温(400 ℃)产物中的CO含量明显偏低,而醛类、酮类、酯类等含量随着温度升高而下降;不同添加剂对生物质热解产物的影响不同,硅藻土的催化效果要优于其他2种.实验结果也表明了这一系统对测定生物质快速热解过程中产物组成的有效性.     

基于混合模型的E1O燃料生命周期评估

常规过程式生命周期评估方法在计算中会截断误差,导致评估结果被低估;投入产出方法可以避免截断误差的产生但不包括产品生命周期的使用阶段.为了对E10燃料的生命周期进行评估,建立了一个混合生命周期评估模型.生物质生产、乙醇生产/混配以及废物处理/回收3个子过程采用了投入产出生命周期评估方法,燃料燃烧子过程采用了过程式生命周期评估方法.对两种方法的排放值进行求和,计算出E10燃料生命周期VOC、CO、NOx、PM10、SOx、CH4、N2O、CO2排放值分别为21.245,321.488,26.829,3.110,5.904,9.126,3.028,31 345.721 mg/g.该结果与过程式生命周期评估结果一致.     

基于混合模型的E10燃料生命周期评估

常规过程式生命周期评估方法在计算中会截断误差,导致评估结果被低估;投入产出方法可以避免截断误差的产生但不包括产品生命周期的使用阶段.为了对E10燃料的生命周期进行评估,建立了一个混合生命周期评估模型.生物质生产、乙醇生产/混配以及废物处理/回收3个子过程采用了投入产出生命周期评估方法,燃料燃烧子过程采用了过程式生命周期评估方法.对两种方法的排放值进行求和,计算出E10燃料生命周期VOC、CO、NOx、PM10、SOx、CH4、N2O、CO2排放值分别为21.245,321.488,26.829,3.110,5.904,9.126,3.028,31 345.721 mg/g.该结果与过程式生命周期评估结果一致.     

玉米秸秆颗粒燃料热解气化试验研究

以玉米秸秆颗粒燃料为原料,研究了生物质空气热解气化(下吸式固定床气化炉)、富氧热解气化(鼓泡式流化床气化炉)和无氧热解气化(慢速连续热解气化炉)的热解气化特性.三种热解气化装置并联,共用一个控制系统,产生的生物质燃气经过冷凝器等后进入储气柜.燃气成分由气相色谱分析,成型颗粒、颗粒炭、生物油热值采用快速量热仪测量分析.结果显示,空气热解气化在热解温度为660~670℃时燃气低热值最高,约为3.91~4.44MJ/Nm3;富氧热解气化燃气低热值最高可达8.48~9.38MJ/Nm3(热解气化温度为575~750℃时);无氧热解气化在热解温度为380~530℃时的燃气低热值约为14.51~16.49MJ/Nm3,并可联产生物炭、生物油等.