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《大连理工大学》 2011年
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外循环径向移动床生物质催化气化工艺研究

宋聪聪  
【摘要】:本文构建了以气-固错流径向移动床催化重整反应器为主体的固体热载体连续外循环移动床生物质催化气化反应体系,该体系由固-固并流/气-固逆流快速热解反应器、气-固错流径向移动床水蒸气重整反应器(简称气化器)和快速流化床提升管燃烧反应器三部分构成,催化剂同时作为热载体在各反应器间循环,热解、气化过程与燃烧过程在空间上分开,气氛相互独立,通过燃烧热解半焦和催化剂积炭为生物质预热、干燥、热解以及水蒸气气化反应提供热量。采用径向移动床催化重整反应器,实现了原位高效降低产气中焦油和低碳烃含量、提高富氢气体含量的目的。 在实验室规模(1kg/h生物质)连续外循环径向移动床生物质催化气化反应装置上,以冷态实验为基础,进行了装置热态实验考察,包括系统稳定性、重复性及催化剂再生情况,结果表明,系统在长时间实验过程中温度、压力及产气组成均能维持稳定,重复实验产气组成波动在5%以内,催化剂再生良好,活性稳定。 基于橄榄石催化剂,对不同热解器温度、水蒸气质量/生物质质量(S/B)、原料粒度、原料种类的生物质气化实验进行研究,结果表明:提高热解温度和S/B、减小原料粒径有利于提高气体产率,降低焦油含量,富含纤维素和半纤维素的生物质适于用作催化气化制氢的原料。在热解器温度700℃,气化器温度800℃,原料粒度0.38-0.83mm,S/B=1.2,白松水蒸气气化实验气体产率达0.90 Nm3/kg, (H2+CO)含量为50.5vol%,焦油含量降低到4.3 g/Nm3。实验结果验证了外循环径向移动床生物质催化气化体系的可行性。 基于本课题组所制备橄榄石载镍催化剂(添加量10-40%),进行了白松水蒸气催化气化实验,考察了气化器温度、S/B、床料循环量(C/B)及橄榄石载镍催化剂添加量对气化结果的影响规律,并对商业Z418催化剂和橄榄石载镍催化剂进行了活性比较,结果表明:镍基催化剂的添加很大程度上增进了焦油和低碳烃的水蒸气重整和CO2干重整反应,床料中橄榄石载镍催化剂含量为40wt%时,气体产率为1.27 Nm3/kg,(H2+CO)含量为73.9vol%,甲烷含量降低至0.8vol%,焦油含量为1.46g/Nm3。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TQ032

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
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