生物质废弃物催化气化制取富氢燃料气

利用生物质氢可以实现 CO2 归零的排放 ,从根本上解决化石能源消耗带来的温室效应问题 ,已引起了世界各国研究者的普遍兴趣 .介绍了生物质催化气化制取富氢燃料气的研究概况 ,给出了生物质催化气化制氢的典型流程 ,讨论了在气化过程中发生的主要化学反应以及影响燃料气组成和焦油含量的一些主要影响因素 。

生物质在流化床中的空气-水蒸气气化研究

以流化床为反应器,对生物质的空气 水蒸气气化特性进行了研究。考察了一些主要参变量,如温度(700℃～900℃)、水蒸气/生物质比(0～4 04)、空气当量比(0 19～0 27)以及生物质粒度(0 2mm～0 9mm)等对气化结果的影响。在实验研究的条件范围内,生物质产气率在1 43m3/kg～2 57m3/kg范围内变化,产气的低热值在6741kJ/m3～9143kJ/m3范围内变化。实验结果表明:较高的气化温度有利于氢的产生;但气化温度过高会使气体热值下降;与常规的空气气化相比,水蒸气的加入使生物质气化产气率显著提高,但水蒸气加入量过多使气化温度下降,产气率和产气热值降低;生物质颗粒粒度的大小对产气组分的分布和产气率均有影响,较小颗粒的生物质会产生较多的CH4、CO和较少的CO2。

生物质下吸式气化炉气化制备富氢燃气实验研究

以制取富氢燃气为目标,在自热式下吸式气化炉反应器内,进行了生物质下吸式气化炉富氧/水蒸气及空气气化的制氢特性研究。实验结果表明,与空气气化相比,富氧/水蒸气气化可显著提高氢产率和产气热值。在实验条件范围内,最大氢产率达到45.16 g/kg;最大低位热值达到11.11 MJ/m3。在富氧/水蒸气气化条件下,燃气中H2+CO体积分数达到63.27%—72.56%,高于空气气化条件下的52.19%—63.31%。富氧/水蒸气气化条件下的H2/CO体积比比值为0.70—0.90,低于空气气化条件下的1.06—1.27。实验结果证实:生物质下吸式气化炉富氧/水蒸气气化是一种有效的制取可再生氢源的工艺路线。

生物质流化床气化制取富氢燃气的研究

以流化床为反应器,对生物质空气 水蒸汽气化制取富氢燃气的特性进行了一系列实验研究。在本实验中,气化介质(空气)从流化床底部进入反应器,水蒸汽从进料点上方通入反应器。在对实验数据进行分析的基础上,探讨了一些主要参数如:反应器温度,水蒸汽/生物质比率S/B(Steam/BiomassRatio),当量比ER(EquivalenceRatio)以及生物质粒度对气体成分和氢产率的影响。结果表明:较高的反应器温度,适当的ER和S/B(在本实验研究中分别为0 23,2 02),以及较小的生物质颗粒比较有利于氢的产出。最高的氢产率:71gH2/kgbiomass是在反应器温度为900℃,ER为0 22,S/B为2 70的条件下取得的。

生物质流化床催化气化制取富氢燃气

以流化床和固定床为反应器,以制取富氢燃气为目标,对生物质催化气化进行了研究.实验所用催化剂为白云石和镍基催化剂.白云石作为流态化催化剂在流化床内使用;镍基催化剂在流化床出口的固定床反应器内使用.重点研究了不同固定床反应条件对气体和氢产率的影响.固定床反应条件为:温度,650～850℃,催化剂质量空速,2.68～10.72 h-1.在催化反应器出口,H2体积平均含量超过50%,CH4含量降低50%左右,C2组分降低到1%以下.在实验条件范围内,最高气体产率可以达到3.31Nm3/kg biomass,最高氢产率可达到130.28 g H2/kg biomass,对镍基催化剂350min的寿命测试表明,该系统具有较稳定的操作性能.

生物质气化过程催化剂应用研究进展

生物质气化技术已在国内外得到广泛的开发和运用,但由于燃气品位较差,焦油较多,限制了生物质气化气的进一步利用。在生物质气化过程中应用催化剂是一种有效的提升燃气质量和催化裂解焦油的方法,近年来已引起了国内外的广泛注意。本文对国内外生物质催化气化及相关研究进展进行了综合评述,分析了催化剂对减少生物质气化焦油的生成和改进燃料气品质的作用结果, 提出了进一步的研究方向。

生物质流化床空气-水蒸气气化模型研究

根据流化床反应器特点,结合生物质气化动力学反应机理,建立了生物质在流化床内气化的等温稳态、一维二相动力学模型。该模型所做的主要假定如下:流化床分为气泡相和乳相,在气泡相和乳相内均存在化学反应,考虑二相内的轴向气体扩散,生物质热解过程瞬时完成,主要考虑焦碳以及CO,CO2,H2,H2O,CH4等在流化床内发生的8个主要化学反应。数学模型属于常微分方程组边值问题,利用数值计算软件M atlab7.0进行编程求解。以木粉为原料,将模型结果与实验结果进行了对比,模拟结果与试验数据符合良好,在一定程度上证明了模型的有效性和可靠性。

生物质催化气化制取富氢燃气的研究

以流化床为反应器 ,探讨了一些主要参数如 :反应器温度 ,水蒸气 ,当量比ER以及催化剂对气体成分、氢产率和潜在氢产率的影响。实验所用催化剂为白云石和镍基催化剂。在实验条件范围内 ,氢产率为 2 2— 83g/kg生物质 (湿基 ) ,潜在氢产率为 115— 2 2 3g/kg生物质 (湿基 )。结果表明 ,较高的反应器温度 ,适当的水蒸气添加量可以有效提高氢的产出 ;白云石和镍基催化剂可使产品气中的氢含量提高 10 %以上。

高酸值油料活塞流反应器制备生物柴油试验研究

建立了一套200 t/a的生物柴油中试系统,包括固定床反应器、活塞流反应器、蒸馏系统和自动控制系统4个部分,对菜籽油、桐油、地沟油制备生物柴油进行了试验评价。活塞流反应器的最佳工艺条件为:催化剂加载量为1.2%,反应停留时间17 min,反应温度65℃,醇油摩尔比为6∶1。以菜籽油为原料,反应后甲酯质量分数可达到96.33%;在固定床反应器中应用一种阳离子交换树脂作为酯化反应催化剂,以桐油为原料,测试的固定床最佳反应条件为:反应温度65℃,醇油摩尔比6∶1,停留时间88 min,酸值从7.0 mg/g降到0.8 mg/g;同样,以酸值高达114.0 mg/g的地沟油为原料,经中试系统生产的生物柴油也能完全达到中国柴油0#标准。

生物柴油标准分析与制定研究

我国生物柴油技术的发展急需生物柴油标准的建立。本文分析了国内外生物柴油标准发展现状,讨论了国内现有生物柴油企业标准。建立了一系列生物柴油质量测试方法,测试了国内典型的3种工业生物柴油样品及原生植物油、柴油及20%生物柴油样品。在对测试结果和国际主要生物柴油标准进行对比和分析的基础上,对我国生物柴油标准的制定提出了建议。

生物质快速催化裂解的反应动力学

根据生物质在流化床中气化受热速率较高的特点,设计了生物质快速升温催化裂解实验系统,提出生 物质催化裂解动力学模型。研究假定的模型综合了三竞争反应模型和二次反应模型的特点,即生物质首先进行3 个平行的裂解反应,生成气体、焦炭和焦油,焦油再经二次裂解生成气体和焦炭;模型对于锯末、纤维素和木 质素的催化裂解适用比较准确;动力学反应级数n的数值在0．66-1．57之间,用镍基催化剂时,其n值要高于 使用锻烧白云石时求出的n值;当白云石应用温度高于800℃时,焦油裂解活化能才有显著降低,即白云石的使 用温度宜高于800℃。

生物质废弃物制氢技术

本文介绍了利用生物质废弃物和微生物制氢的几种技术,分析了每种技术的制氢原理、制氢效益和发展状况;并提出生物质催化气化制氢是实现能源结构转变及环境保护的有效手段,是很有前景的一种生物质废弃物制氢方法。

酶法制备生物柴油的动力学及其影响因素

生物柴油是一种环保型可再生能源,利用生物酶法制备生物柴油具有较好的经济、环境效益,在近几年得到了较多的研究。在介绍了脂肪酶促酯交换法制备生物柴油过程反应机理的基础上,综述了醇油摩尔比、酶用量、含水量、溶剂、反应温度和反应时间等因素对酯交换反应的影响。

生物质废弃物催化裂解制备富氢燃气实验研究

由生物质废弃物催化裂解制取氢气是一种可再生的制氢方法，本研究采用2段加热管式反应器，前段装生物质，后段装催化剂，用以研究生物质催化裂解制取氢气的特性，并提出潜在氢产率的概念对生物质制氢的经济技术可行性进行深入的分析。测试的3种生物质废弃物为：松木粉、木质素和纤维素，测试温度为600～700℃。实验结果表明，加入催化剂后3种物料的产氢率从5．48～15．06g／kg增加到12．94～37．73g／kg；催化剂对潜在产氢率的影响较小，加入催化剂前后的变化范围为：36、25～98、86g／kg到37．40～116．98g／kg。生物质废弃物催化裂解产氢率与相同温度下空气-水蒸气气化的氢产率相当，实验结果证明，生物质废弃物催化裂解是一种有效的制氢方法。

苯乙烯型阳离子交换树脂催化废煎炸油的酯化反应

以液体石蜡、邻苯二甲酸二丁酯为混合致孔剂，采用悬浮聚合法制备多孔聚苯乙烯-二乙烯苯，磺化后得到磺酸型阳离子交换树脂。利用SEM／EDS、BET、IR等手段对其形貌、磺化程度进行表征，并通过酸值为63．0mg／g（以KOH计）煎炸油的酯化反应考察催化剂的活性。结果表明：磺酸根基团成功接到Ps分子链上；在聚合条件为360r／min、1．0％分散剂、1．0％引发剂、75℃保温4h、升温至85℃保温6h时，混合致孔剂的最佳添加量为40．0％液体石蜡、50．0％邻苯二甲酸二丁酯；在磺化条件为二氯乙烷1．0mL／g、硫酸5．0mL／g、70℃磺化1h后升温至80～85℃磺化3h时的最佳溶胀时间为lh、硫酸体积分数98％，得到阳离子交换树脂W2的最大交换容量为5．2mmol／g；在40．0％甲醇、10．0％W2、70％搅拌下酯化反应1．5h，W2的破碎率仅10．0％，FFA转化率达到86．8％，优于市售阳离子交换树脂PC101，且可重复使用5次。

固定化脂肪酶催化制备生物柴油

利用自制的酶柱反应器,通过改变反应液流量、溶剂的种类、反应时间以及水含量等参数,考察了大豆油和甲醇在固定化脂肪酶(Cand ida sp.99-125)催化下进行酯交换反应制备生物柴油的工艺条件,并用气相色谱对产物进行了分析。实验结果表明,反应液流量和水含量对转化率影响比较大,转化率随反应液流量的增加出现先增后减的趋势,采用正己烷为溶剂要优于其它溶剂。当以固定化的脂肪酶为催化剂、正己烷为溶剂、n(大豆油)∶n(甲醇)=1∶3、m(大豆油)∶m(水)=5∶1、反应时间为24h、反应液流量1.2mL/m in时,产物中主要脂肪酸甲酯的质量分数可以达到91.87%。

生物质能产业现状及发展前景

生物质能的开发利用是发展新型能源的重要选择,是国际可再生能源领域的焦点。本文总结了我国生物质能资源现状及发展潜力,介绍了国外生物质能发展概况并综合评价了我国生物质产业,主要包括沼气产业、生物质液体燃料、生物质发电以及固体成型燃料产业的发展现状,阐述了我国推动生物质能发展的政策环境,展望和预测了我国物质能源的发展前景,并对生物质产业发展提出建议。

生物质富氧—水蒸气气化制氢特性研究

以一个鼓泡流化床为反应器，对生物质富氧-水蒸气气化制取富氢燃气的特性进行了一系列的实验研究。通过对试验数据的分析，探讨了主要参数温度、水蒸气，生物质（S/B）和氧浓度对气体成分、氢产率和潜在产氢量的影响。结果表明：在3个主要参数的变化范围内，氢产率和潜在氢产量受温度的影响最大：当温度从700～900℃时，每千克生物质氢产量从18g增加到了53g，每千克生物质潜在氢产量从71．6g增加到了115.6g。

生物质流化床富氧气化的实验研究

在常压流化床装置上进行了生物质在富氧条件下定向气化的实验研究.实验主要考察了氧的当量比和氧体积分数对气化气组成、碳转化率和气体热值的影响.当量比值是与温度紧密联系的一个量,本实验主要通过调节进料量来改变它的值,随着当量比的变化(0.21～0.29),燃气成分也会改变,其中变化最大的是H2、CO.H2体积分数显著增加,CO和CH4体积分数有降低的趋势,使燃气热值降低;氧体积分数是富氧气化过程中较重要的参数,在实验研究的范围内,发现增大氧气体积分数可以提高H2体积分数及有利于调节H2/CO(体积分数)的比值.当氧气体积分数从21%提高到45%,H2体积分数从20%增加到27.7%,H2/CO(体积分数)从0.38增加到0.75,比较接近合成液体燃料的气体比值.

生物柴油理化性质与组分关系的研究

对地沟油生物柴油(HOB)、植物油油脚生物柴油(VSB)及豆油(SOB)3种不同原料来源的生物柴油的部分理化性质与0#柴油、麻风树油及生物柴油标准进行对比,重点分析了生物柴油中脂肪酸甲酯组分分布与其理化性质之间关系。