生物质与煤共气化制取氢气的试验

采用单一流化床二步气化方法,在流化床中用纯水蒸汽做气化剂进行生物质与煤共气化制取氢气的工艺试验.研究了反应温度、生物质与煤的质量比值、水蒸气和生物质的质量比值m(S)/m(B)等参数对产氢量的影响,同时考察不同工作条件下的焦油质量浓度.通过对气体成分和产率的试验分析计算出氢气的实际产量和最大产量.试验结果表明,反应温度和水蒸气量是提高氢气实际产量以及潜在产量的重要参数.当反应温度区间在950～1 000 ℃,m(S)/m(B)为0.9,生物质与煤的质量比值为4/1时,每千克无灰干基生物质和煤的实际产氢量为68.25 g,潜在产氢量最大值可达138.01 g.     

石灰石在煤水蒸气气化中的催化作用

本文采用高温高压差热结合气相色谱分析技术在太原东山瘦煤中通过添加四种不同地区石灰石研究它在煤水蒸气气化过程中的催化作用。结果表明：四种石灰石对煤水蒸气气化具有一定的催化活性；其催化能力的大小同Ｃａ／Ｓ比无确定关系；石灰石经ＮａＣｌ溶液或Ｎａ２ＣＯ３溶液浸泡后有助于其催化性能的提高     

煤与生物质共超临界水催化气化制氢的实验研究

在压力为20～25MPa、停留时间为15～30s、：NaOH添加量(质量分数)为0．1％、反应器外壁温度为650℃的条件下，对煤与生物质的模型化合物羧甲基纤维素钠(CMC)在超临界水环境中的催化气化制氢性能进行了研究，探讨了物料浓度、压力以及停留时间对煤与CMC共气化制氢的影响．实验结果表明：煤与CMC二共超临界水催化气化制氢的主要气体产物是H2、CO2和CH4，H2的体积分数可高达60％以上；增加物料浓度、升高压力有利于提高产氢率，但延长停留时间不利于氢气的制取．     

污泥流化床水蒸气气化焦油化学组成研究

通过污泥流化床水蒸气气化试验,采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)研究了气化温度和气料比S/B(水蒸气与污泥的质量比)对焦油产率和化学组成的影响.试验结果表明:污泥水蒸气气化焦油产率随S/B值的增加而增加,且在较低的S/B值下(S/B=1.1,1.5),焦油产率随气化温度的升高而升高.多环芳烃的产率随气化温度的升高而升高,且在800oC和850oC处随S/B值的增加而升高.当气化温度为800oC和850oC时,焦油中芳香烃衍生物和杂环化合物的主要组成分别为含氮芳烃和含氮杂环,且当S/B=1.5时,两者的产率均随气化温度的升高而降低.     

煤及生物质共超临界水气化过程中的协同效应

在自行研制的连续管流式煤及生物质共超临界水气化制氢装置上，对甘肃华亭烟煤、羧甲基纤维素钠（生物质模型化合物）及其两者的混合物在反应器壁温650℃、系统压力25MPa、停留时间30s、NaOH质量分数为0．19，6的条件下进行了实验研究．实验表明：气体产物主要由H2、CO2和CH4组成，其中H2的体积分数可高达60％以上；气体产物中未检测到N和S，含N和S的污染物以液相排除，极大地减少了大气污染．研究发现煤与羧甲基纤维素钠共超临界水气化过程中在产氢率和气化率上出现了明显的协同效应，进一步提出协同效应主要由超临界水中的自由基反应引起．结果表明，煤及生物质共超临界水气化制氢是一种富有前景的洁净能源转化新技术．     

生物质气化技术的发展与研究

首先分析了生物质气化技术以及国内外的发展状况,最后提出了生物质气化的最新进展．即生物质与煤共气化．提出了两种炉型和四种配套的工艺流程。     

生物质流化床气化结焦的原因与预防

结合江西必高生物质能有限公司的生物质流化床气化装置运行参数的变化情况,分析了生物质流化床气化炉的结焦状况与原因,得出了影响生物流化床气化过程中结焦的因素,提出了防止结焦的对策。     

煤的水蒸气等离子体气化初步研究

煤的水蒸气等离子体气化技术是一种生产合成气的洁净煤技术,具有潜在的应用前景,其技术核心部分是电弧等离子体反应器．以水蒸气为气化介质、空气为输送介质,对煤在电弧等离子体中的气化行为进行了研究;所用等离子体反应器由石墨管阳极和石墨棒阴极构成;反应器内的等离子体通过外置线圈产生的磁场进行约束和控制．结果表明：合成气中有效气体(H2 CO)的体积分数随着磁场线圈电流的增大或者等离子体反应器输入功率的增加而提高,产品气体中H2 CO的体积分数可达到75％．而CO2的体积分数始终低于3％,在产品气体中未检测到甲烷．     

中国典型煤种煤焦水蒸气气化反应特性研究

研究了5种典型煤种在1 100～1 400 ℃范围内的煤焦水蒸气气化反应特性,并利用未反应碳缩合模型进行数值模拟.实验与计算结果表明,在煤焦水蒸气气化反应过程中,随着温度的升高,气化反应控制步骤逐渐由化学反应动力学控制过渡到扩散控制;在高温条件下,高灰熔点煤与低灰熔点煤的气化反应特性有所不同,这与高温下低灰熔点煤灰发生熔融、灰层阻力增大有关.未反应碳缩核模型的计算值与实验值吻合较好.     

一种生物质与煤混合流化床气化方法及其装置

江苏大学的“一种生物质与煤混合流化床气化方法及其装置”被授予发明专利．该发明涉及能源设备，是一种无焦油产生，且工艺简单，能生产高热值煤气的生物质和煤混合的气化方法及其装置．以生物质、煤两种物质为气化原料，流化床气化炉采用供风燃烧和供蒸汽气化的间歇工作；在供风燃烧阶段，煤和风供入炉内，使气化炉的煤料在流化状态下燃烧，放出热量；在气化阶段，向气化炉供入水蒸气和生物质，使高温碳料层在流化状态下发生水煤气反应、生物质在高温下干馏热解气化反应，所产生的高热值煤气经降温除尘处理后进入煤气净化系统；突出了生物质挥发分高，固定碳少，易于高温干馏热解，而煤固定碳高，灰熔点高，易于燃烧形成高温料层的优点，通过两者有机地融合可生产出不含焦油的高热值的燃料气．     

加压流化床中影响生物质气化气组成因素的研究

以加压流化床为反应器,锯末为原料,通过测定生物质空气气化产物的组成及其随反应条件变化的规律,确定了生物质结构与生物质气化气组成的关系。在700~850℃的温度范围内,以50℃为增量,考察了温度对气化产品气的影响。结果表明:CO是生物质气化的主要产物,在700~850℃的范围内,CO含量迅速升高,同时H2、CH4和烃类气体(包括CH4、C2H4、C2H2、C2H6、C3H6、C3H8)的含量也有升高,CO2的含量先升高后降低。生物质加压空气气化的实验中,压力从0.5 MPa变化到1.7 MPa,随着压力升高,CO2的体积分数上升,而CO和H2的体积分数下降,CH4和烃类气体的体积分数随压力的升高有上升趋势。生物质空气-水蒸气气化的实验中,水蒸气与生物质质量比mS/mB从1.1变化到2.6,随着mS/mB的升高,CO2,H2的体积分数均有所上升。反应结果表明,升高温度有助于生物质转化为气体;而压力越高越有利于CH4等烃类气体的生成,且随着压力的升高,反应器的处理量增大,反应程度加深;水蒸气的加入,减少了空气的消耗量,并生成了更多的H2及碳氢化合物,改善了产品气的质量。     

烟煤与生物质秸秆共气化反应动力学研究

为研究煤与秸秆共气化过程的反应动力学规律,将不同比例的神府烟煤和小麦秸秆掺混并制焦,用热分析法对混合试样的热解协同作用及混合焦CO2气化的反应特性进行了考察,并采用Coats-Redfern方法对该过程进行了动力学解析.研究结果表明:烟煤与秸秆的热解温度相差较大;混合试样呈分段热解,其热解活化能与烟煤热解的活化能相近,秸秆的加入对烟煤的热解没有明显的促进或阻碍作用;焦样的CO2气化反应活性从高到低依次为秸秆焦、混合焦、烟煤焦;秸秆的加入使混合焦的活化能相比烟煤焦有较大降低,促进了混合焦的CO2气化反应的进行.     

并列流化床煤燃烧／煤气化炉系统的实验研究

对双室并列流化床煤燃烧／煤气化煤气生炉的热态运行进行实验研究，确定了煤气化系统的点火启动方式，分析研究了系统在热态运行时的操作特性及其存在的问题，并对煤的气化过程进行了实验，结果表明；系统的正常运行是可以实现的。     

木炭高温水蒸气气化的模拟分析

依据吉布斯能最小化原理,选用温度和S/C(水蒸气量与木炭量之比)作为高温水蒸气气化的影响因素,对木炭高温水蒸气气化的产品气特性进行了模拟分析和预测。模拟研究表明,S/C和温度对气化产品气的影响存在交互作用,S/C的增加可有效提升产品气中H_2的含量并降低CO含量,温度的提升可有效提高CO含量,并给出了组分含量H_2/CO、热值和气体产率等评价指标的变化范围和规律。当S/C1.0,温度600~1 200℃时,产品气的H_2/CO范围为1.0~3.71,热值范围为8.6~12.24 MJ/Nm~3。同时,通过自行设计的实验台对模拟分析结果进行了实验验证。结果表明,模拟计算的气体组分含量基本与实验结果一致,其中模拟与实验的H_2和CO含量偏差小于5%。     

煤加氢气化过程热力学研究

对煤加氢气化直接生成CH4过程进行了热力学分析，主要分析了反应温度和压力对加氢气化反应的平衡常数和平衡转化率的影响。结果表明，降低温度和增加压力在热力学上有利加氢气化反应的进行。根据实际反应条件，讨论了煤加氢气化反应的最佳操作条件，为煤直接转化的工业设计和放大实验提供最基本的热力学数据和热力学依据。     

基于Aspen Plus的甘油与生物质固定床共气化制氢工艺模拟

利用Aspen Plus软件平台,对甘油与生物质固定床共气化制氢过程进行模拟研究.考察不同反应温度、甘油与生物质的质量比(m(G)/m(B))、气化剂物质的量的比(n(H2O)/n(C))和反应压力等条件对纯甘油与生物质、粗甘油与生物质混合共气化制氢的影响.模拟结果表明:生物质与不同甘油共气化时,温度、压力、n(H2O)/n(C)和m(G)/m(B)对两种混合物制氢的影响规律基本相同,因此可用纯甘油替代粗甘油来研究气化制氢特性;同时得出其最佳气化制氢条件是反应温度800~850,℃,m(G)/m(B)为1.0~1.2,n(H2O)/n(C)为0.8~1.0,压力≤0.1,MPa,在此条件下,氢气产率为55%左右.     

流化床反应器中生物质空气气化试验研究

流化床反应器中生物质空气气化结果受诸多因素影响，其中反应温度、空气当量比对产气质量影响较大．实验结果表明，在720℃时气化产气热值较高，气体质量较好，气化气热值在5～8．6MJ／Nm^3之间．随着空气当量比增加，气化气热值降低；随着温度升高，气化气质量下降；密相层与稀相层进料对气化结果也有较大影响．     

煤在新型等离子体反应器内的气化

针对原先横置式反应器等离子体炬不能充分发挥作用的缺点，在新建立的一套竖置式反应器中进行了大同煤的气化实验，考察了竖置式反应器的工作状况，特别是取样温度和氧含量对产品气体组成的影响。结果显示，温度对等离子体煤气化有一定的影响，随温度的升高影响逐渐减小；氧气含量增加的方式不同，对等离子体煤气化的影响也不同。实验证明，1号测温点温度在1400～1570K，水蒸汽量约为10．0kg／h，供煤量约为6．66kg／h，工作气体为7．0m^2／h，氧体积分数为30％～35％时的气化效果最好。     

玉米秆成型燃料氧气-水蒸气气化试验研究

利用小型层式下吸式固定床反应器研究了玉米秆成型颗粒燃料在氧气-水蒸气气氛中的气化反应,通过在线测量温度和气体产物组分变化,分析了在固定当量比下玉米秆颗粒燃料氧气-水蒸气的固定床气化反应机理.本次试验测定的玉米秆颗粒燃料在0.3当量比下利用纯氧气化的气体产物中氢气含量为19.39％,远小于流化床富氧气化传统文献报道值.通...