松木熱解動(dòng)力學(xué)及固定床氣化產(chǎn)氣特性研究.pdf

1、在礦物能源危機(jī)的今天，人們深刻意識(shí)到生物質(zhì)能將會(huì)成為未來(lái)可持續(xù)能源系統(tǒng)的重要組成部分。生物質(zhì)催化氣化制取較高熱值合成氣被認(rèn)為是最具研究和發(fā)展?jié)摿Φ臒峄瘜W(xué)轉(zhuǎn)化工藝之一。通過(guò)生物質(zhì)催化氣化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)發(fā)展生物質(zhì)的清潔能源轉(zhuǎn)化，充分利用可再生資源，是一項(xiàng)具有戰(zhàn)略意義的研究課題。
　　 本文選取典型林業(yè)加工剩余物--松木屑作為實(shí)驗(yàn)研究對(duì)象。采用非等溫?zé)嶂胤治龇疾炝怂赡緲悠贩謩e在N2和CO2氣氛下的熱解失重特性。并且分析研究了松木樣品在不

2、同升溫速率及CO2濃度下的熱解動(dòng)力學(xué)特性。
　　 在自制的固定床氣化反應(yīng)器上進(jìn)行了松木樣品的富氧-水蒸氣氣化實(shí)驗(yàn)，重點(diǎn)研究了不同物料粒徑、氣化反應(yīng)溫度、空氣流量、富氧空氣中氧濃度和水蒸氣流量對(duì)產(chǎn)氣各組分含量及熱值的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：采用粒徑較小的物料得到的氣化效果較佳。在空氣流量為400ml/min條件下，從氫氣含量及熱值的角度來(lái)講，最佳氣化反應(yīng)溫度分別為850℃和750℃。與空氣氣化相比，富氧氣化產(chǎn)氣熱值有所增大。當(dāng)反應(yīng)溫度

3、為750℃時(shí)，H2和CO含量分別在氧濃度為40％和35％時(shí)達(dá)到最大。當(dāng)氧濃度保持30％不變，反應(yīng)溫度為750℃時(shí)，適當(dāng)?shù)乃魵饬髁繒?huì)提高H2含量和產(chǎn)氣熱值，但過(guò)量的水蒸氣反而會(huì)使H2含量降低，從而影響到產(chǎn)氣熱值。
　　 通過(guò)在氣化反應(yīng)器后面增設(shè)獨(dú)立的催化裂解反應(yīng)器，考察了松木樣品富氧-水蒸氣氣化產(chǎn)氣經(jīng)催化裂解后組分含量的變化。詳細(xì)闡述了裂解反應(yīng)溫度和負(fù)載不同金屬氧化物助劑對(duì)催化劑性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)：在NiO-Al2O3催化劑的

4、作用下，隨裂解溫度的升高，H2和CO含量呈上升趨勢(shì)。CH4、CO2、C2H4、C2H6和C3H8含量也隨裂解溫度的升高而不斷減小。采用共浸漬法在NiO-Al2O3催化劑上分別負(fù)載Fe2O3、CuO、MgO、CeO2和Cr2O3五種不同的金屬氧化物助劑。通過(guò)對(duì)比考察裂解反應(yīng)前后產(chǎn)氣組分含量的變化，進(jìn)而得出負(fù)載不同金屬氧化物助劑對(duì)NiO-Al2O3催化劑催化效果的影響。從氫氣產(chǎn)量的角度來(lái)講，金屬氧化物助劑對(duì)NiO-Al2O3催化劑活性影響程