木屑-木屑炭高溫水蒸氣氣化制備合成氣研究.pdf

1、生物質(zhì)基合成氣存在H2含量低，焦油含量高，成分復(fù)雜等問題。高溫水蒸氣氣化是解決該問題的有效手段。本論文以木屑和木屑炭為原料，在固定床反應(yīng)器中進行了生物質(zhì)高溫水蒸氣氣化制備合成氣工藝的探索研究。
　　主要內(nèi)容和研究成果歸納如下：
　　1、木屑高溫水蒸氣氣化制備合成氣研究。以木屑為原料，在常壓固定床反應(yīng)器中，進行了高溫水蒸氣氣化制備合成氣研究。實驗分別在750℃~1000℃溫度下和0.32~1.02 g/min水蒸氣流量下進行，

2、反應(yīng)時間為10 min。主要研究反應(yīng)溫度和水蒸氣流量對碳轉(zhuǎn)化率、合成氣產(chǎn)率及合成氣組分的影響。研究結(jié)果表明，木屑水蒸氣氣化具有很高的反應(yīng)活性，合成氣產(chǎn)率在0.81~1.74 L/g之間；反應(yīng)溫度和水蒸氣流量對碳轉(zhuǎn)化率和合成氣熱值及組分影響顯著；在反應(yīng)溫度950℃，水蒸氣流量0.67 g/min時，碳轉(zhuǎn)化率達到最高值99.47％；合成氣主要由H2、CO、CO2、CH4及少量CnHm組成，其中(H2+ CO)比例達到63%~75%，合成氣熱

3、值在10.5~11.5 MJ/Nm3之間，H2/CO比在1.06~2.26之間。
　　2、木屑炭高溫水蒸氣氣化制備合成氣研究。以木屑炭為原料，在常壓固定床反應(yīng)器中，進行了高溫水蒸氣氣化制備合成氣研究。實驗分別在800℃~1000℃溫度下和0.25~0.85 g/min水蒸氣流量下進行，反應(yīng)時間為15 min。主要研究反應(yīng)溫度和水蒸氣流量對生物質(zhì)碳轉(zhuǎn)化率、合成氣產(chǎn)率及合成氣組分的影響。研究結(jié)果表明，木屑炭水蒸氣氣化具有較高的反應(yīng)活性

4、，氣體產(chǎn)率在0.40~2.97 L/g之間；溫度和水蒸氣流量對碳轉(zhuǎn)化率和合成氣熱值及組分影響顯著；在反應(yīng)溫度1000℃，水蒸氣流量0.85 g/min時，碳轉(zhuǎn)化率達到最高值78.7%；合成氣熱值在8.9~9.6 MJ/Nm3之間，合成氣中(H2+ CO)比例在68%~80%之間，H2/CO比在3.12~6.32之間。
　　3、木屑水蒸氣加壓氣化制備合成氣研究。以木屑為原料，在加壓固定床反應(yīng)器中，進行了木屑水蒸氣加壓氣化制備合成氣研

5、究。實驗分別在800℃~900℃溫度下和0~0.4 MPa的壓力下進行，反應(yīng)時間為30 min。主要研究反應(yīng)壓力對碳轉(zhuǎn)化率、合成氣產(chǎn)率及合成氣組分的影響。研究結(jié)果表明，生物質(zhì)水蒸氣常壓氣化與加壓氣化特性有明顯差異。加壓條件下，木屑水蒸氣氣化具有更高的反應(yīng)活性，碳轉(zhuǎn)化率和合成氣產(chǎn)率都有明顯提高，最高分別達到94.7%和2.03 L/g；反應(yīng)壓力對合成氣熱值及組分影響顯著，H2所占份額明顯提高，可達到60%以上，隨著氣化壓力的提高，CO2和

6、CH4濃度呈上升趨勢，CO濃度有所降低，而H2未表現(xiàn)出一定的變化規(guī)律；合成氣的熱值較常壓氣化有所提高；合成氣的H2/CO比大幅提高，常壓下為2.09，隨著壓力的增加，H2/CO比呈上升趨勢，在0.4 MPa時最高達到6.67。
　　綜上所述，本論文研究了木屑、木屑炭原料在不同反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力及水蒸氣流量條件下的水蒸氣氣化反應(yīng)。制備的合成氣含氫量較高，特別是以木屑炭作為原料和木屑加壓加壓氣化時，說明水蒸氣是生物質(zhì)氣化制備合成氣的適