固体生物质能高品质燃气化利用新技术综述.pdf

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1、2015年第4O卷第5期能源技术与管理V01．40No．5EnergyTechnologyandManagement173doi：10．3969／j．issn．1672—9943．2015．05．066嚣舞嚣嚣熬港浆鬈：熬嚣誊装：蒜；：≯≥疆套纺≥；利套用釜：燕，聪，鹜嚣、一∞∞、f嬲、一∞；固体生物质能高品质燃气化利用新技术综述尉晓海，王涛(中国成达工程有限公司，四川成都610000)[摘要]常规生物质气化技术普遍存在气化所得的生物质燃气热值偏低、燃气中焦油含量较高以及气化热效率偏低等问题。介绍了4种固体生物质能高品质燃气化利用新技术：超临界水气化法、两步(

2、多步)气化法、串行流化床气化法和高温无焰氧化气化法，并总结其技术特点，认为无焰氧化技术有利于生物质快速完全反应、提高碳转化率和合成燃气中可燃组分的生成，从而极大地提高了气化强度和燃气的品质。[关键词]固体生物质能；高品质气化；新技术[中图分类号]TQO38．2[文献标识码]B[文章编号]1672．9943(2015)051733气化制氢过程中，热效率不随含湿水变化。高含水0引言量的生物质资源，采用超临界水气化相比常规热世界范围内的石油、煤炭、天然气等不可再生解和气化方法，热效率明显提高。能源的消耗日益增长，能源供应保障已成为大多Minowa等H开展了在水温为3

3、92。一752。F、压数国家面临的重大挑战。生物质能作为一种年产力为22～80MPa、停留时间小于1h等条件下，纤量巨大、可再生、节能环保型能源的利用，可起到维素的间歇式气化实验。生物质转化率达到约优化能源消费结构、缓解能源供应紧张局面、提高70％，且焦炭和焦油含量明显降低，主要产气为农业收人等作用。目前，各种生物质能利用技术与CH和CO。此实验证明了在生物质分解过程中，方法层出不穷，主要包括生物质直接燃烧、气化、水解反应的重要性。液化、热解以及压缩成型等技术，其中生物质能燃Antal等[研究了木屑和谷物淀粉的超临界气化综合利用被业界广泛认为具有很大的发展潜水

4、气化，在浓度大于10％时由水泥泵与催化剂一力与良好前景。现有生物质气化技术普遍存在气起注入，得到的气体包含CO、H、CO、CH和化所得的生物质燃气热值偏低、燃气中焦油含量C2H6，产气率小于1．7L／g。较高以及气化热效率偏低等不足，因此开发生物闫秋会、吕友军等]研究了玉米芯、锯木屑、质能高品质燃气化利用新技术已成为生物质气化木质素和农业生物质等的超临界水气化，结果表领域的研究热点]。明：离子反应和自由基在超临界气化过程中起到重要作用，升高压力能促进离子反应，进而抑制自1固体生物质能高品质燃气化利用新技由基活性，从而影响气化产物的组分。延长停留时术间、提高反应

5、温度均能明显提高气化制氢效率，并介绍4种生物质气化方法：超临界水气化法、减少结焦。两步(多步)气化法、串行流化床气化法以及高温几种生物质原料用超临界水气化法所得燃气无焰氧化气化法。气体成分与热值对比如表1所示。1．1超临界水气化法表1超临界水气化法气体成分对比生物质热化学制氢被认为是一种有效途径。然而大部分生物质的含水量很大，在常规气化和热解过程前需要对其进行干燥预处理，导致热利用效率偏低。超临界水能够改变溶剂化效应，控制相行为和扩散速率，促进反应物相化，提高扩散系数，控制相分离进程和产物分布。生物质超临界水2015年10月174尉晓海，等固体生物质能高品质燃

6、气化利用新技术综述Oct．．20151．2两步(多步)气化法1．3串行流化床气化法超临界水气化制氢不可避免地会产生焦油，串行流化床气化是一种崭新的气化理念，生为了进一步减少焦油含量，近年来出现了一种两物质的热解气化和燃烧过程被分隔开，热解气化步(多步)气化法，即将炉床分为两部分：第一层高采用鼓泡流化床(气化反应器)，半焦燃烧采用循温分解生物质，并分离所产生的气体与焦油；第二环流化床(燃烧反应器)，两个反应器之间依靠惰性层专门用于裂解焦油。两步气化法配合催化剂的固体载热体进行热量传递，如图2所示。使用，能使来自生物质原料的焦油转化为气体产烟气气化气品，从而大大降

7、低焦油的含量增加气化效率，如图1所示。生图2串行流化床生物质气化制氢原理目前，串行流化床生物质气化技术尚处于实验机理研究阶段。东南大学吴家桦等在国家自然图1两步法生物质气化工艺路线科学基金的资助下，建立了串行流化床生物质气赖艳华等研究了两段气化对降低生物质气化化热态实验研究装置，以水蒸气为气化剂，就气化过程焦油生产量的影响，对比一段供风和两段供反应器温度(简称气化温度)、水蒸气／生物质比率风气化过程中，温度分布和气化强度等因素对气(s／B)对生物质气化制氢过程的影响进行分析和讨化中焦油含量的影响。研究结果表明，在同样的试论，为大规模气化装置的设计与运行提供指导

8、。验条件下，两段供风显著提高了气化炉内