固体热载体催化气化生物质制氢工艺研究

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1、大连理工大学硕士学位论文固体热载体催化气化生物质制氢工艺研究姓名：张红岗申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：徐绍平20050601大连理工大学硕士学位论文摘要本文在对生物质气化制氢的发展概况，各种工艺应用现状进行综述的基础上，提出了固体热载体法催化气化生物质制取富氢气体工艺，认为运用热载体技术气化生物质制取富氢气体是一条值得探索．的途径。该工艺思想的基本点就是运用固体热载体(催化剂)来实现生物质的快速加热，然后在水蒸气，催化剂的作用下气化，来产生富氢气体。而热载体(催化剂)的积炭以及产生的半焦通过燃烧把热载体(催化剂)升温，继而再生，从而实现循环使用。在该气化过程

2、中，整个反应器分为两个部分，即气化区和燃烧区。生物质气化和半焦燃烧处于不同的反应区域，可以很好的分离产气和废气，同时解决了催化剂失活的问题。由于气化所需热量是通过燃烧催化剂积炭和半焦实现的，这使得生物质中的氢最大限度地转化为目的产物氢气成为可能。在此工艺思想的指导下，我们设计建造了一套实验室连续循环装置，并对该工艺系统进行了热量平衡和物料平衡的计算。在设计中，主要设计了如何实现固体物料的传送，循环。继而通过在装置上的冷试，基本了解气化炉的性质，实现了固体的循环，考察了反应器和提升管系统，为实现热态试验打下了基础。通过在该装置上的生物质热解和水蒸气气化实验，分别对白松的热

3、解，蒸汽流介质下气化以及不同固体热载体下的结果进行了比较。在热解情况下，温度对气体组成和热解产物影响最大。800。C下水蒸气气化，氢气在产气中的含量可以达到50％以上，并且发现，对于白松气化，水蒸气／生物质值最佳僮在0．6～O．7(g／g)之间。同时，无论是热解还是气化，以氢气为目的产物，煅烧橄榄石为载体的试验效果要明显比以海砂为载体的试验效果好。关键词：生物质；富氢气体；气化炉；固体热载体压I体热载体催化气化生物质制氢工艺研究Sofidheat-carriercatalyticgasificationofbiomassfordch-hydrogengasAbstrag

4、tBasedonthesummarizationofthegeneralsituationaboutthedevelopmentandapplianceOiltechnicsofbiomassgasificationforrich-hydrogengas，aswellasitsadvantagesanddisadvantages．Forthispurpose，weintroducedanewteelmology,whichcarriedoutthecatalyticprocessofgasificationbiomassbyusingthesolidheat-carri

5、er．Theapproachofusingsolidcarrier嬲catalystisworthyofbeexploited．Thekeyofthistechnologyis，whichbiomassisheateduprapidlybysolidheatcattier(catalyst)，andthencatalyticgasificationisperformedwithsteamandcatalyst,followedbyproducingrich-hydrogengas．Thisgasificationsystemiscomposedofagasificati

6、onzone(gasifer)andacombustionzone(riseO，Betweenthesetwozonesthereisacirculationloopofheat-cartier，SOthegasesshouldbeseparate．WhilecarbondepositiononheatcalTier(catalyst)andcharwereburntinordertoregeneratethecatalyst．Wesuggestthatthetechnologycanresolvethekeyproblemofeatalystsdeactivation

7、，andreducetarintheproductgas，andimprovecarbonconversion．Atthes勰time，thelli蝴yieldofhydrogencanbeobtained毓bionlass．Basedontheabovepresentedprocess，anewbench-scaleplantissetup，andchemicalefficiencyofsuchatechnicssystemiscalculated．Duringtheprocessofthegasifier，themaintaskist