生物质与煤共气化特性研究

在热天平装置中研究了生物质焦、煤焦以及生物质焦与煤焦混合物的水蒸气气化特性.采用程序升温热重法对生物质焦(稻秆焦、高粱秆焦和玉米秆焦)、神木煤焦以及生物质焦与煤焦混合物进行了水蒸气气化实验.结果表明,生物质焦和煤焦在一定温度下的气化速率为:高粱焦＞稻秆焦＞玉米焦＞神木煤焦.并对三种生物质焦、煤焦、生物焦和煤焦混合物的水蒸气气化反应进行了动力学分析,分析认为,连续反应模型可以在一定程度上反应焦样的水蒸气气化反应动力学.     

生物质气化及生物质与煤共气化技术的研发与应用

总结了生物质原料的特点及生物质单独气化的缺点;介绍了国内外生物质气化技术及生物质与煤共气化技术的研发与应用现状;分析了在此领域国内外的发展趋势与前景;概括了开展生物质与煤共气化技术研发的意义。     

生物质/煤共气化协同作用的产生及强化机制

生物质中碱金属的催化作用是引起共气化协同作用的根本原因。然而,共气化过程中碱金属易与煤中矿物质反应生成硅铝酸盐等没有催化活性的物质,导致不能发挥出有效的催化作用。因此为了部分抑制共气化过程中生物质碱金属的失活,强化协同作用,通过固定床热解、共热解焦水蒸气气化实验,考察了小麦秸秆和晋城无烟煤共气化过程的反应性和协同作用,并通过添加钙基添加剂的方式,强化了协同作用,提高了共气化反应速率。研究发现共热解焦在气化过程中虽然表现出协同作用,但仍然存在K的失活。考察了钙基添加剂的种类、添加量、添加顺序等对共气化反应的影响,结果表明：钙基添加剂使共热解焦比表面积增大,碳结构无序化程度增强,活性位点增多,并通过与煤中SiO₂等矿物质的结合,部分阻止了K的失活,使共热解焦中水溶性K含量升高,反应速率提高。Ca(Ac)₂表现出最优的共气化反应促进作用,其最优添加量为7.5%。气化反应动力学的研究表明,Ca(Ac)₂的添加降低了共热解焦的气化反应活化能。修正随机孔模型(S-MRPM)适合描述小麦秸秆焦、晋城煤焦和共热解焦的气化反应特性,随机孔...     

煤和生物质共气化协同效应的初步研究

采用等温热重法对神木煤焦、稻草焦、高梁秆焦和松木屑焦以及煤焦和生物质焦的混合物进行了CO2气化研究。结果表明,煤焦和生物质焦反应活性由大到小的顺序为松木屑焦〉高粱秆焦〉稻草焦〉神木煤焦,煤焦和稻草焦及高梁焦共气化存在明显的协同效应;煤焦和松木屑焦的共气化没有观察到协同效应;当煤焦和脱灰后的稻草焦、高梁焦进行共气化时,协同效应消失。在处理量是8kg／h的流化床实验装置上,比较了煤单独气化和煤与三种生物质共气化的气化结果,发现气化过程中,碳转化率的顺序与物料的气化反应性一致,协同效应不明显。     

煤与生物质共气化研究现状

介绍了煤与生物质共气化反应的机理;分析了气化温度、煤与生物质的掺混比例、气化剂、物料的掺混方式等因素对共气化过程的影响;对煤与生物质进行了热重分析、小型固定床气化和流化床共气化等试验研究;提出了煤与生物质共气化仍需进一步研究的重点。     

浅析流化床生物质与煤共气化技术方案

针对生物质能源难以单独气化的问题,探讨了生物质与煤共气化的互补性技术方案;介绍了生物质的物理性质和气化特性;论述了灰融聚流化床粉煤气化技术的特点和工艺流程;提出了在灰融聚流化床粉煤气化的基础上进行生物质与煤共气化技术方案,对存在的问题提出了相关解决措施。     

生物质与煤在CO_2气氛下共气化特性的初步研究

利用热重分析仪研究了CO2气氛下的生物质半焦、煤焦及其混合焦的反应性,结果表明,在相同条件下,木屑半焦的气化反应性明显高于褐煤半焦.且参与反应的两种半焦,其反应性均随反应速率而提高,而温度也是影响其气化活性的重要因素.研究还发现,在温度高于1 173 K的条件下,混合物半焦的气化反应性较单一组分半焦的反应性差.     

生物质与煤流化床共气化特性研究进展

主要从生物质气化特点、共气化对流化特性及气化特性的影响方面综述了生物质与煤流化床共气化技术的优势,重点讨论了生物质加入对煤气化中燃气组成、热值、气体产率、气化效率、碳转化率和焦油含量等气化特性的影响规律及其协同效应机理,为生物质与煤共气化技术的研发提供重要理论基础。     

恒温下生物质与煤共气化特性研究

煤和生物质进行共气化不仅拥有煤和生物质单独气化的优点,还能够消除弥补煤与生物质分别气化时的缺点。在自行搭建的热重分析仪上进行了煤与生物质的共气化实验研究,研究了焦样粒径、CO2流量对气化反应的影响。研究了煤与生物质单独气化的特性,结果显示生物质的气化活性要高于煤;研究了煤与生物质共气化特性,发现在气化反应前期存在一定的抑制作用,气化反应后期存在协同作用。     

生物质半焦气化技术的研究现状

对生物质半焦的气化技术进行了介绍和总结,将其归纳为以空气、CO2和水蒸汽为气化介质的直接气化法、催化气化法以及共气化法,并重点介绍了这些方法的研究现状,此外对该技术的应用进行了展望。     

煤直接加氢制甲烷研究进展

天然气资源短缺、低阶煤资源利用问题突出,开发新型、高效和对环境友好的低阶煤制甲烷工艺成为研究热点。本文分析讨论了以下几方面:温度、压力、催化剂、煤种和气化剂等因素对煤直接加氢制甲烷过程的影响;煤直接加氢制甲烷的反应机理和动力学;3种典型煤直接加氢甲烷化工艺的优缺点;本文作者课题组正在研究开发的低阶煤炭化脱氧、高活性半焦直接加氢制甲烷工艺及其特点。分析认为:以低阶煤(生物质)为原料进行加氢甲烷化生产代用天然气成为新的研究重点,其中又以新型、廉价煤加氢甲烷化催化剂的研制和新型甲烷化反应器的开发最为关键。     

生物质型煤气化行为实验研究

以被称为"十大害草"之一的水葫芦为生物质资源,与福建低活性无烟煤混合制备成生物质型煤.在内径为28 mm小型固定床气化反应器中对生物质型煤气化行为进行了实验测定.通过对3组不同生物质配比的型煤分别进行不同时间的气化,考察了生物质型煤气化行为演变过程行为.结果显示,型煤在气化过程中形成较为明显的灰层与未反应的芯层界面,且随着生物质配比的增加,灰层迁移速度较快,气化时间缩短,表明添加生物质有利于提高福建生物质型煤的气化活性.     

煤催化气化研究进展与煤-纸浆黑液共气化

论述了煤催化气化研究领域中催化剂种类,催化气化反应机理及其反应动力学的现状,发展方向以及存在的主要问题。在此基础上结合纸浆黑液组成特性和处理现状,提出煤－纸浆黑液共气化设想。     

生物质气化制备合成天然气技术的研究进展

生物质合成天然气（Bio-SNG）是一种可再生的绿色燃气,可混入现有天然气管网运输使用,也可用作车用燃料,其制备技术被认为是“第二代生物燃料”技术。本文对生物质气化合成天然气的主要技术工艺进行分析与总结,介绍了目前国内外发展现况,着重对已进行中试规模验证的技术工艺流程进行详细介绍。但目前该技术仍处于刚刚起步阶段,我国目前尚没有生物质气化合成制备Bio-SNG的报道,发展适合制备Bio-SNG的生物质气化、净化技术、尤其是开发可经受多种杂质成分的甲烷化催化剂及工艺技术仍是今后的重要研究方向,仍需要长期的探索和验证。     

生物质气化制合成气技术研究进展

介绍了生物质气化制合成气技术的优势和主要用途,着重论述了国内外生物质气化制合成气技术的研究进展,对存在的主要问题进行了分析和探讨,并对该技术的前景进行了展望,指出新型气化合成技术、高效气化反应器以及高效催化剂是今后研究的重点.     

生物质催化气化实验研究

在常压流化床上进行了生物质在水蒸气条件下的实验研究。实验装置主体由常压流化床反应器和固定床催化裂解反应器组合而成。生物质原料为木屑,焦油裂解催化剂分别选用煅烧白云石和镍基重整催化剂。实验结果表明,H2/CO(H/C)的摩尔比随着气化温度、水蒸气质量/生物质质量（S/B）的升高迅速增加,但催化裂解温度变化对H/C的影响较小。另外,在催化裂解反应器中使用催化剂种类不同,H/C也不同。本文采用两段催化裂解,一段催化剂采用煅烧白云石,二段采用镍基催化剂,焦油裂解率达到96.70％。采用两段催化裂解,不但可以提高焦油的裂解率,增加了H2和CO收率,净化生物质裂解气,而且可以防止镍基重整催化剂失活,延长其使用寿命。     

生物质半焦气化反应的研究进展

综述了生物质半焦与不同的气化介质以及与其他原料共气化反应的研究进展,阐述了物料类别、反应条件、气化介质等因素对气化过程及产物的影响规律,对比了不同反应技术的差别并指出了存在的主要问题,在此基础上阐明了生物质半焦空气-水蒸汽气化和生物质半焦与煤共气化将具有更加实际的应用价值。     

生物质与煤（共）热解/气化过程中挥发分-半焦交互作用研究与进展

生物质和煤协同热化学转化是实现非化石能源和化石能源耦合高效利用的技术手段,对实现“双碳”目标具有重要现实意义。基于生物质等含碳燃料高挥发分组成和富氧特性,热化学转化过程不可避免地发生挥发分-半焦交互作用并影响原料性质和设备过程参数。综述了生物质与煤（共）热解/气化过程中挥发分-半焦交互作用的研究进展,总结了交互作用对挥发分的催化裂解规律、对半焦结构与性质的影响及生物质和煤协同热化学转化下的解耦研究思路三方面具体内容。针对目前挥发分-半焦交互作用机制解析过程所采用的研究方法及思路,提出了新的见解并对未来交互作用的重点研究方向进行了展望,以期为进一步认识交互作用的物理化学本质提供理论指导。     

煤与生物质的共热解

对近年来煤与生物质共热解的研究作了综述，研究的焦点集中在富氢的生物质向贫氢的煤的转移，即寻找是否存在所谓的协同效应，在固定床，流化床等类型反应器中煤与生物质共热解的研究没有发现协同效应，这主要是因为煤与生物质热解温度的差异所造成的，至今还没见到在自由落下床中煤与生物质共热解的研究报道，在这种类型的反应器中，物料自由落下，物料粒子的温度很大程度上依赖于其黑度，由于煤的黑度远远大于生物质的黑度，在自由落下床中可以使二者达到同步热解，此外，生物质热解产生的富氢气体可以作为煤加氢热解的氢源，在这个基础上，提出了两步法共热解的思路。