外循环径向移动床中生物质和煤催化共气化研究

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1、ｒ犬；＇ｉｌ嫂大爱‘ＤＡＬＩＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ擴士芽位记文ＤＯＣＴＯＲＡＬＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ外循环径向移动床中生物质和煤催化共气化研究工艺学科专业化学作者姓名亚力昆江？吐尔逊指耳教肺徐绍平教授答辩日期年：—１月＿博士学位论文外循环径向移动床中生物质和煤催化共气化研究－ａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆＢｉｏｍａｓｓａｎｄＣｏａｌｉｎＥｘｔｅｒｎａＣａｔａｌｙｔｉｃＣｏｇｌｒｃｕａｔ－ｎｔｅｍＣｉｌｉｎｇＲａｄｉａｌｆｌｏｗＭｏｖｉｇＢｅｄＧａｓｉｆ

2、ｉｃａｔｉｏｎＳｙｓ？作者姓名：亚力昆江吐尔逊学号：１１００７０９８指导教师：徐绍平教授学科、专业：化学工艺答辩日期：２０１５年５月大遠理工大營ＤａｌｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果一。与我同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。

3、若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：外循环径向移动床中生物质和煤催化共气化研究作者签名：对叙日期：＞／ｒ年ＪＬ月日大连理工大学学位论文版权使用授权书本人完全了解学校有关学位论文知识产权的规定，在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于大连理工大学，允许论文被查阅和借阅。学校有权保留论文并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印、或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。学位论文题目：外循环径向移动床中生物质和煤催化共气化研究期？作者签名：日：年ｒ月Ｍ日？年

4、ｒ月导师签名：日期：／／日＜答辩委员会主席：日期：⑶〈年＾月／／日务７＿大连理工大学博士学位论文摘要随着化石能源日趋紧缺及其所造成的环境污染日益加重，生物质作为洁净可再生能源引起世界各国的高度关注。生物质气化是生物质能利用的主要技术。将生物质和煤共气化不仅可充分利用可再生能源，减少化石能源利用，还可以提高生物质和煤燃料的利用效率，减轻污染排放。本文基于固体热载体连续外循环径向移动床（ＥＣＲＭＢ）解稱气化系统对不同工艺条件下生物质和煤的催化共气化行为开展了研究。该反应体系由固－固并流／气－固逆流快速热解反应器（简称热解器）－、气固错流径向移动床水

5、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（简称燃烧器）三部分构成，催化剂同时作为热载体在各反应器间循环，热解过程、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，为原料干燥、热解以及水蒸气气化反应提供热量；其中，独立控制的径向移动床催化重整反应器，可实现原位高效脱除产气－中的焦油。同时，本文还考察了催化剂在系统内的氧化还原循环、产气的调变和气化过程中焦油的形成和转化机制，探讨了催化剂在反应器内循环过程中的结构变化，建立了反应条件与组分调变的定性关系。本文首先利用热天平研究了生物质和煤的热解特性，深入探讨了掺混比例和

6、催化剂对共热解的影响规律，生物质和煤共热解过程中，。结果表明由于生物质和煤的主要热解阶段温度相差较大，生物质和煤基本保持了各自的热解特性，共热解过程中没有发生明显的协同作用，。橄揽石和橄榄石负载金属催化剂的存在促进了共热解反应发生的深度提高了共热解过程中碳的转化率和原料利用率。在外循环径向移动床中以橄榄石作为催化床料，以水蒸气作为气化剂进行了不同生，主要考察了原料种类物质和煤单独气化实验、气化器温度、床料循环速率、进料速率、水碳比（Ｓ／Ｃ）对气化效果的影响。结果表明，具有高挥发分含量的原料更适合作为气化制富氢气体的原料，，。气化器温度的升高有利于焦油的裂

7、解随着气化器温度的升高气体产率，、碳转化率、气体产物中合成气组分的含量增加。随着生物质进料速率的增加气体产率和气体中的Ｈ２增加，，、Ｃ０２含量减少但焦油含量基本不变。对于煤气化而言气化器温度、Ｓ／Ｃ和进料速率是影响气化过程的重要因素。升高气化器温度以及提高Ｓ／Ｃ，有利于促进气化反应器中焦油催化裂解反应和焦油水蒸气重整反应的进行。通过减小催化剂循环速率和原料进料速率之间的比例可以提高气体产率和气体中压含量。