最新生物质气化课件ppt.ppt

《最新生物质气化课件ppt.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、生物质气化§1基本概念气化：在气化剂的作用下固态或液态碳基材料通过热化学反应转化成可燃气体的过程。美国能源环保署对生物质气化做了如下定义：一种通过生物质的化学转化生产合成气或燃料气的技术，该化学转化过程通常包括在空气或水蒸气存在情况下以及还原气氛条件下生物质原料发生的局部氧化反应。气化产物不论通过哪种转化途径，生物质经过气化后主要生成以下三类物质：1.气体：包括CO、H2、CH4等可燃成分，CO2、H2O等不可燃成分，以及气化剂携带的没有参与反应的气体，如N2等。2.液体：主要指焦油。3.固体：主要为炭以及原料所携带的一些

2、惰性组分。3.还原反应生物质燃气中的可燃气体成分主要通过还原反应产生。还原反应所需的温度通常在900℃以上。气化过程中发生的还原反应主要包括以下2类反应：（1）二氧化碳还原反应C+CO22CO，ΔH=+162.142kJ/molCO+H2O(g)CO2＋H2，ΔH=+43.514kJ/mol（2）水蒸汽还原反应C+H2O(g)CO＋H2，ΔH=+118.628kJ/molC+2H2O(g)CO2＋2H2，ΔH=+75.114kJ/mol4.氧化反应氧化反应是指在气化剂中氧气的作用下原料中的碳发生的完全和不完全燃烧反应。在气

3、化炉的氧化反应区，温度可高达1000～1200℃。反应方程式如下：C+O2CO2，ΔH=－408.177kJ/mol2C+O22CO，ΔH=－246.034kJ/mol§3气化工艺工艺类型热解气化空气气化氧气气化水蒸气气化水蒸汽－氧气混合气化氢气气化超临界水气化气化剂气化1.空气气化气化过程中，空气为生物质的氧化反应，即燃烧过程提供氧气，氧化反应为还原反应提供热量和反应物，通过还原反应产生生物质燃气。空气气化特点：运行成本低燃气热值低，通常在5MJ/Nm3左右燃气中焦油含量高存在原料结渣问题2.氧气气化与空气气化相比，氧气

4、气化的特点表现在以下2个方面：燃气热值高，可达15MJ/Nm3使气化反应设备容积减小实际应用过程中生物质氧气气化工艺多采用富氧气化。富氧气化就是通过提高空气中氧的体积分数来降低气化介质中N2的体积分数。2.氧气气化Biomass氧气浓度(%)炉内温度(℃)热值(MJ/m3)99.881011.9899.872411.9789.055011.5389.060011.8090.267012.2578.045010.5867.055010.5667.056010.693.水蒸汽气化水蒸气气化是指以水蒸气作为气化剂在高温下同生物质

5、发生反应产生生物质燃气的工艺。反应类型反应式Boudouard反应C+CO22CO非均相水气转换反应C+H2OCO＋H2C+2H2OCO2＋2H2水气转换反应CO+H2OCO2＋H2甲烷化反应C+2H2CH4蒸气重整反应CH4＋H2OCO+3H2水蒸气气化所产燃气中H2含量高，燃气热值高，可达16～19MJ/Nm3；燃气的H2/CO较高，这些是水蒸气气化工艺优于空气气化工艺之处。4.超临界水气化超临界水气化是利用超临界水可溶解多数有机物和气体，而且密度高、粘性低、运输能力强的特性，将生物质高效气化，产生高含H2燃气的气化技

6、术。因此超临界水气化被认为是一种生物质气化产氢的新方法。ModellM.(1985)发现了超临界水对有机废弃物能高效转化的现象，随后一些研究者开展的有关纤维素在超临界水中分解的动力学研究进一步印证了这一现象。近年来生物质超临界水气化已成为了一个热点研究领域。4.超临界水气化超临界水指温度和压力处于临界点以上的水，水的临界温度和压力分别为374℃和22MPa。超临界水是具有强扩散和传输能力的均质非极性溶剂，能溶解各种有机化合物和气体。生物质超临界水气化正是利用了其良好的传输能力和溶解能力。由于水和有机成分的混合不存在界面传输

7、限制，所以化学反应的效率很高，在气化模型物的过程中原料的气化效率超过99%，所产燃气中H2的体积含量高达50%。4.超临界水气化原料温度(℃)压力(MPa)催化剂H2(%)气化效率(%)锯末/CMC65025无21.093.8锯末/玉米秆60034.5C57.098木材45025无30.090陈化粮40013.8-34.5Ni4.774.9日本橡木35018Ni/Na2CO347.255.45.热解气化热解气化，又称干馏气化，是指生物质在隔绝空气或提供极有限的空气的条件下加热后进行裂解反应的气化过程。也可描述成生物质的部分

8、气化。热解气化的突出优点是产生的燃气热值较高，约15MJ/Nm3左右，其缺点是气体产出率较低，产生的燃气中焦油含量很高。5.热解气化按温度可将热解分为低温热解(600℃以下)，中温热解(600～900℃)和高温热解(900℃以上)。根据热解过程的原料停留时间和升温速率，热解可分为：常规热解(Conven