典型生物質(zhì)熱解氣化氣體釋放及焦油析出特性研究.pdf

1、能源危機(jī)及環(huán)境污染問題的日益嚴(yán)重,使分布廣泛、產(chǎn)量巨大且二氧化碳“零排放”的可再生能源生物質(zhì)能的資源化利用引起廣泛關(guān)注。生物質(zhì)氣化技術(shù)是以生物質(zhì)為原料,以氣體為目標(biāo)產(chǎn)物的生物質(zhì)能利用技術(shù)之一,因產(chǎn)物用途廣泛受到了越來越多的關(guān)注。本文對我國豐富的農(nóng)業(yè)廢棄物資源谷殼等作為主要研究對象,對其進(jìn)行了熱解及水蒸汽氣化實(shí)驗(yàn),研究了熱轉(zhuǎn)化過程中氣體及焦油的釋放特性。
　　首先用Gasboard-3100氣體分析儀測量反應(yīng)過程中產(chǎn)氣的組分,對比了

2、不同溫度下谷殼在惰性氣氛及水蒸汽存在的條件下,即熱解與氣化過程中氣體的實(shí)時釋放特性。研究發(fā)現(xiàn)在兩種氣氛中氣體的初始釋放特性一致,即大量的揮發(fā)分迅速釋放,在有水蒸汽存在的工況下,焦與水蒸汽的反應(yīng)使氣體產(chǎn)量明顯增大,且溫度越高,氣體產(chǎn)量增加越多。
　　其次,考察操作條件、生物質(zhì)種類及催化劑對水蒸汽氣化反應(yīng)的影響。研究發(fā)現(xiàn)粒徑越小、停留時間越長,氣體產(chǎn)量越大,但這兩個條件對氣體組分的影響不大。水蒸汽的加入能明顯促進(jìn)氣體產(chǎn)量的增加,特別是

3、提高氫氣產(chǎn)量。不同生物質(zhì)的氣化特性也不同,其中,木屑的氣化活性較稻草和谷殼的高。催化劑的加入能明顯提高氣化速率,其中CaO催化劑對氣體產(chǎn)量提升最大,Fe2O3能促進(jìn)CH4的減少并降低焦油含量。
　　最后選取6個典型工況,分別是700℃熱解、800℃熱解和氣化(無催化劑和加入CaO、MgO、Fe2O3),深入研究不同工況下生物質(zhì)焦油的析出特性,使用GC/MS和重量法分析焦油組分和焦油產(chǎn)量。結(jié)果表明高溫、水蒸汽的加入能促進(jìn)焦油的裂解,