工业化生物质气化焦油中酚类化合物提纯工艺研究

采用酸碱抽提法对5 MW工业化生物质气化焦油中的酚类化合物进行提纯。通过常压蒸馏装置将气化焦油切割为3个馏分并测定酚含量,选取酚含量最高的馏分I进行酚类化合物酸碱抽提工艺研究,并利用GC/MS对提纯粗酚进行分析。结果表明：3个馏分（110~180℃、180~210℃和210~235℃）的酚质量分数分别为51.86%、20.46%和12.86%。较优的馏分I酸碱抽提碱洗和酸洗工艺条件分别为：碱液质量分数20%、碱洗时间5min和碱洗温度50℃;硫酸质量分数20%、酸洗时间30 min和酸洗温度22℃。较优酸碱抽提工艺条件下,馏分I的粗酚收率为50.24%,GC/MS分析表明,粗酚中主要含有42种酚类化合物,质量分数合计为98.49%,低级酚质量分数为73.90%。

生物质气化过程焦油裂解脱除技术

为了明晰近年来生物质气化焦油裂解脱除技术的研究现状,针对生物质气化过程中焦油的产生机理及其热化学脱除等问题,采用文献研究、归纳总结和对比分析等方法对不同生物质气化炉气化技术及控制焦油原始排放方面的特点等进行了综述研究,分析了焦油热裂解脱除技术和催化裂解技术的发展,对比分析了不同焦油裂解催化剂的优缺点,指明了目前催化剂发展的主要方向,并指出将焦油催化裂解和物理脱除等方法集成到一起,如焦油催化裂解、重整、气液分离、电捕焦油等,是实现生物质气化工艺优化的一条有效途径.

ZSM-5/Ni Foam催化剂对生物质气化焦油裂解行为及机制研究

为了克服生物质气化过程中的焦油产生问题,以泡沫镍(Ni Foam)为镍源和载体、ZSM-5分子筛为活性添加物质,采用浸渍法制得ZSM-5/Ni Foam催化剂并在两段式固定床反应系统进行生物质焦油催化裂解实验。结果表明:三维骨架结构的Ni Foam上负载具有酸性活性位点的ZSM-5,不仅可增加焦油与催化剂活性位点的接触面积,还可减缓催化过程中积碳的形成,从而获得更高的催化性能,800℃下焦油转化率达到90.2%,使得ZSM-5/Ni Foam具有良好的催化活性及循环稳定性。同时,也揭示出ZSM-5/Ni Foam的催化机制。

气化温度对生物质气化的可燃气、炭和焦油特性的影响

【目的】生物质气化技术是一种清洁可再生的能源利用技术。研究气化温度对气化产物特性的影响机制,构建气化产物特性的演变规律,对中国实现碳达峰与碳中和目标具有重大意义。【方法】以玉米Zea mays秸秆、棕榈Trachycarpus fortunei壳和马尾松Pinus massoniana等3种农林生物质废弃物为原料,以空气为气化剂,采用自制的微型固定床气化装置,开展3种生物质的气化多联产研究,系统研究了不同气化温度(700、800、900℃)对气化性能的影响,以及对气化三相产物(可燃气、生物质炭与焦油)特性的影响机制。【结果】随着气化温度从700℃增加至900℃,可燃气的质量产率逐渐增加,而生物质炭和焦油的质量产率逐渐减小。较高的气化温度有利于提升可燃气的热值。在3种原料中,马尾松可燃气的热值最高,一氧化碳、氢气和甲烷体积分数分别为40.03%、18.27%和18.29%,低位热值达13.58 MJ·m^(-3)。随着气化温度的增加,生物质炭中的碳元素质量分数增加,氢元素质量分数下降,灰分质量分数大幅增加,其中马尾松炭的热值最高,达29.70 MJ·kg^(-1)。随着气化温度的增加,3种原料的气化液体产物中酸类、醇类、醛酮类、呋喃类化合物相对含量逐渐减小,而芳烃类化合物相对含量大幅增加,其中马尾松的芳烃类化合物相对含量最高,达到61.12%。【结论】气化温度对生物质气化三相产物的产量及特性有显著的影响,选择合适的气化温度对提高生物质可燃气热值及气化效率至关重要。

生物质气化技术介绍

气化是通过间接燃烧的方式将固体和液体生物质转化为可燃气体的过程。作为一种替代传统燃烧的方法,气化技术能够在很大程度上降低粉尘和有害气体的排放。本文旨在从环境影响和技术增益两个维度,对这两种生物质热转化方式展开比较分析,旨在为读者提供一个基础的选择参考。气化过程可细分为气化剂的选择、非催化工艺、催化工艺以及等离子体辅助工艺等几个方面。本文还将介绍常见的气化设备类型一一气化器,并结合其工作原理,对气化技术的利弊进行简要探讨。

生物质气化过程中焦油裂解的工业应用研究

针对生物质气化过程中产生的焦油,采用高温以及木炭催化的双重功效对其裂解进行了工业应用研究,并考察了一些操作参数的影响。实验结果表明,裂解操作温度控制在800℃以上时,对燃气中的焦油有明显的裂解作用。燃气通过焦油裂解炉后,燃气中夹带的飞灰得到了过滤,一方面降低了后序工序中燃气净化的负担,另一方面飞灰中未完全转化的碳得到进一步的转化,提高了碳的转化率,从而为生物质能的利用开辟了更广阔的前景。

生物质气化过程燃气净化技术研究进展

生物质燃气必须经过净化后才能进行使用。文章针对生物质气化过程中燃气净化效率低、焦油脱除困难等问题,对不同种类燃气净化设备(机械式、过滤式、洗涤式和静电式)的优缺点进行了对比研究,并对利用多级设备联合净化燃气的技术措施和方法进行了分析,深入探讨了生物质燃气在净化过程中面临的问题。同时,基于我国农村小型生物质气化站低成本、低能耗、高效率的要求进行考虑,指出开发高效低廉的适用于农村小型生物质气化站的多级燃气净化系统是促进生物质气化集中供气推广的关键技术。

电场局域增强介质阻挡放电对CO_(2)氧化生物质焦油制合成气的影响

以苯为生物质气化焦油的模型分子,在全新设计的电场局域增强的介质阻挡放电(DBD)低温等离子体反应器中开展苯与CO_(2)反应制合成气的实验研究,考察了放电电压和CO_(2)初始浓度对苯与CO_(2)转化率的影响。结果表明,以氩气为载气的280μL/L苯和3000μL/L CO_(2)混合气在流速250 mL/min、放电功率60.3 W条件下,苯和CO_(2)的转化率最高可达40.2%和67.3%,产物H_(2)与CO的摩尔比达到0.132;苯能显著促进CO_(2)转化,而CO_(2)初始浓度对苯转化率影响小,且CO_(2)能显著降低苯降解的中间产物丙酮。结合发射光谱分析,推测了苯与CO_(2)制合成气的反应过程,表明苯的亲核属性可能是CO_(2)转化效果提高的主要因素。本研究为温和条件下CO_(2)氧化生物质气化焦油制合成气奠定了基础。

两段气化对降低生物质气化过程焦油生成量的影响

在分析焦油生成和裂解的有关机理的基础上,研究开发了两段气化装置,对一段供风和两段供风气化过程进行了大量的对比试验,探讨了温度分布和气化强度等因素对气化中焦油含量的影响。研究结果表明,在同样的试验条件下,两段供风显著提高了气化炉内的最高温度和还原区的温度,气体中焦油的含量仅为常规供风方式的1/10左右,改善了气化机组的性能。

生物质流化床气化焦油析出特性的研究

生物质气化中焦油的存在严重地影响了气化设备的正常运行。为了了解生物质流化床气化过程中焦油的析出和脱除特性，以花生壳、稻草以及木屑为原料，采用流化床气化反应系统，研究了气化温度（750℃～850℃）、空气当量系数（0．15～0．35）以及催化剂（白云石、橄榄石与菱镁矿）的添加等对气体产物中焦油的析出组成特性的影响，并采用色谱一质谱联用仪对焦油的主要成分进行了分析。实验结果表明，随着温度的升高，焦油的量快速降低；催化剂的添加也有类似的结果。这说明高温和催化剂有利于大分子焦油的催化裂解。

助剂对镍基催化剂催化裂解生物质气化焦油性能的影响

采用等体积浸渍法制备了不同助剂(Fe,Mg,Mn和Ce)修饰的镍-凹凸棒石粘土基催化剂(Ni/PG),并用于催化裂解生物质气化焦油反应.采用X射线衍射和透射电子显微镜对Ni/PG催化剂进行了表征,并用总碳分析仪测定了催化剂上的积炭.结果表明,助剂的种类及其含量对催化剂性能的影响显著,在所选用的助剂中,Fe助剂入最有利于提高Ni/PG催化剂上焦油的去除率和H2的收率,且随助剂Fe含量的增加,催化剂活性逐渐提高.

生物质气化过程中焦油形成机理的研究

以谷壳气化过程中产生焦油为研究对象,考查了在不同温度情况下的焦油组成变化。实验结果表明:温度的不同,气化过程中产生的焦油组成也不同,且随温度的升高,低温中形成的焦油组成会发生热裂解进行二次反应,生成新的焦油组成。通过对焦油的GC-MS分析说明,随温度升高,焦油组分的变化是一个脱氧且芳香化程度增大过程,当达到800℃以上时,焦油中的主要组份以多环芳烃为主,从而为生物质气化过程中焦油催化裂解催化剂的开发指明方向。

微生物降解生物质气化洗焦废水和焦油的研究

为解决在生物质气化中的焦油污染问题,用首都师范大学生物系微生物实验室保存的微生物菌种对生物质气化洗焦废水和焦油进行处理.当洗焦废水浓度分别为6, 10和15mL/L时,经微生物降解后,COD去除率分别达到75.2%,83.9%和63.1%.以焦油为底物,在焦油浓度为0.56和 1.0g/L时,COD去除率分别达到82.7%和72.3%.苯酚的最高降解率为98.8%.此菌种具有降解生物质气化洗焦废水和焦油的能力.

生物质气化焦油催化裂解特性

以白云石为载体制备的Ni基催化剂对松木粉在 70 0℃下气化产生的焦油进行了催化裂解实验研究 ,并与重油裂解催化剂进行了对比。结果表明 :石油化工重油裂解催化剂对生物质气化焦油具有一定的催化裂解作用 ;Ni的掺入方式和催化剂的煅烧温度对催化剂的性能具有显著的影响。以 10 0～ 12 0目白云石粉为载体 ,90 0℃下煅烧的Ni基催化剂在 70 0℃下焦油裂解对H2 和CH4具有很好的选择性 (H2 为 78.3% ,H2 +CO为 92 .3% ,CH4为 2 .3% ) ;10 0h老化实验显示H2 /CO随催化剂活性降低而逐渐减小。

生物质气化副产物(焦油)的能源特性实验研究

该文主要对农村生物质气化副产物 (焦油 )的馏程、发热量、粘度、闪点、燃点、碳氢元素含量等能源特性进行了实验研究 ,并根据实验结果探讨了焦油能源化利用途径 ,为开发出高效、适用的生物质气化系统的焦油综合利用技术提供重要的科学参考依据。

生物质气化再燃技术中焦油的利用

针对生物质气化再燃技术路线中焦油的价值及利用开展研究。通过热重-质谱联用仪分析典型农业废弃物在热解、气化过程中焦油组分的析出情况,并在管式流动实验台上研究焦油在生物质气化气还原NO中的作用以及焦油还原NO受当量比、温度等因素的影响规律,最后建立了甲苯还原NO的机制模型,并以停流动实验台的实验结果进行了验证。结果表明:苯、甲苯、苯乙烯和苯酚是具有代表性的焦油组分;焦油对生物质气化气还原NO有积极的作用;焦油组分还原NO存在最佳的当量比,并要求合适的温度窗口,需要关注聚合反应;甲苯还原NO机制(NO reduction by toluene,NRT)模型与实验结果拟合良好,模型的生成速率和消耗速率分析显示HCCO和C2H在焦油还原NO中具有重要作用。

生物质气化中焦油的产生及其危害性

从介绍生物质气化技术原理、装置及流程入手,论述了气化过程中焦油的产生、特点、影响因素及危害性。

生物质气化焦油处理技术的最新研究进展

生物质气化是目前常见的生物质能转换技术,其过程中产生的焦油不但会降低气化燃气的利用价值,而且对气化设备以及人和动物具有极大的危害性。从焦油的特性出发,论述了几种焦油的控制方法:吸收分离焦油的方法—机械/物理方法,如洗涤器、旋风分离;裂解焦油的方法—催化裂解和高温裂解;条件控制的方法—操作参数法。比较了上述几种方法,指出不同焦油处理方法的优缺点及工程应用。

CaO催化裂解生物质气化焦油实验研究

以谷壳气化发电产生焦油为研究对象,考查了CaO作为焦油裂解催化剂对其催化裂解的影响。实验研究结果表明:CaO作为焦油裂解催化剂可使焦油裂解率明显提高,在800℃时,其裂解率可由热裂解的28.66%提高到65.60%,焦油催化裂解后可使燃气成份中的H2、CO、CH4以及CO2含量提高。但焦油裂解过程中,其积炭率可达30.51%;扫描电镜显示:因焦油裂解积炭包裹CaO催化剂,易使其催化活性失效,同时由于积炭,使床层压降增加,给焦油催化裂解运行带来困难。

缩口结构对降低生物质两段气化中焦油生成量的影响研究

该文实验研究了两种缩口形式对两段供风气化反应器内温度场分布和气化气中焦油含量的影响。结果表明:在均有二次供风的情况下,缩口Ⅱ和缩口Ⅰ气化反应器气化气中焦油含量分别比无缩口时减少了58%和30%左右,这说明在两段供风生物质气化反应器内加设缩口,可进一步降低气化气中焦油的含量和提高生物质气化装置的性能。