生物質(zhì)基合成氣合成低碳醇工藝研究.pdf

1、在石油替代的方案中,將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為液體運(yùn)輸燃料,是發(fā)展替代能源的一個(gè)方向,而生物質(zhì)基合成氣合成低碳醇是其中比較好的轉(zhuǎn)化路徑。
　　 生物質(zhì)基合成氣合成低碳醇工藝過程中,需注意:生物質(zhì)氣化方式的選擇;醇合成催化劑的選擇;醇合成產(chǎn)物的選擇性等。
　　 本文首先從生物質(zhì)基合成氣合成低碳醇工藝出發(fā),介紹了合成氣來源和氣化工藝;然后介紹了合成氣制醇工藝以及醇合成催化劑,重點(diǎn)介紹了醇合成催化劑;最后對(duì)合成氣合成低碳醇的熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)

2、和反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行了闡述。
　　 在此基礎(chǔ)上,利用流程模擬軟件Aspen建立GTI爐生物質(zhì)基合成氣合成低碳醇模型,工藝流程包括原料的處理與干燥、氣化、氣體凈化與調(diào)整和醇的合成與精制,主要考察了水煤氣變換CO轉(zhuǎn)化率、合成氣重整分率、焦油重整和甲醇部分循環(huán)對(duì)工藝的影響,并添加了酸性氣體去除單元和空分單元,整體上進(jìn)行了質(zhì)量和能量衡算。通過對(duì)建立的模型分析可知:就整體工藝而言,為滿足合成氣H2/CO摩爾比的要求,最佳的工藝條件為:合成氣循環(huán)

3、分率在0.4-0.6間,水煤氣變換CO轉(zhuǎn)化率為0.01-0.1左右;CO轉(zhuǎn)化率對(duì)工藝過程有重要影響;過程中甲烷含量越低,醇產(chǎn)量越高;焦油重整轉(zhuǎn)化率的提高,有利于醇的合成;甲醇循環(huán)分率與醇的產(chǎn)量成正比;能量利用需進(jìn)一步改進(jìn)。
　　 為更好的研究生物質(zhì)基合成氣合成低碳醇工藝,建立了GTI爐和BCL爐模型以及其合成低碳醇模型,過程中主要將兩對(duì)模型進(jìn)行了工藝對(duì)比。通過GTI爐和BCL,爐模型對(duì)比發(fā)現(xiàn):GTI爐的產(chǎn)物中CO2含量較高,而H

4、2和CO的含量較低;水蒸汽不僅作為流化介質(zhì),而且參與部分高溫反應(yīng);氣化產(chǎn)生的焦都是高碳低硫生物質(zhì)焦,與BCL爐相比,GTI爐C的利用有所提高,但還有很大的提升空間。在制醇工藝模型對(duì)比中發(fā)現(xiàn):模擬值與文獻(xiàn)值能夠很好的吻合;工藝過程中都必須有效的去除水;GTI爐與BCL爐制醇工藝相比,碳的轉(zhuǎn)化形式比例相似,都有很大的提升空間,GTI爐制醇工藝相比較而言,轉(zhuǎn)化為乙醇以及其他低碳醇的效率更低,提升空間更大。
　　 為提高生物質(zhì)的利用率和