生物质气化技术概述VIP专享

生物质气化技术概述1.背景生物质气化以木头等为原料，在氧气不充足情况下，加热使木头等生物质裂解产生合成天然气，再用合成天然气加热却暖或发电。生物质气化与传统的烧木头等方式加热不同，传统烧木头、秸秆等是在氧气充足情况下燃烧，而生物质气化是在氧气不充分情况下加热。气化的基本定义为：不完全氧化的热化学反应过程，把含碳物质转化成一氧化碳、氢气、二氧化碳及碳氢化合物如甲烷等。反应温度一般大于 700OC,一般在 700—1000°C 间。生物质气化主要过程如下：生物质预处理后 T 进入气化炉 T 加氧气或水蒸气 T 燃烧气化 T 产生的气体出来除焦油 T 气体冷却 T 气体净化〔除硫化氢、除二氧化碳〕T 甲烷化 T 合成天然气〔合成气〕。合成气在此作为加热及其他燃料驱动蒸汽机及发电机发电。合成气进一步加工，比方经过费—托反应可以生成液体生物柴油。此过程在二战时，被德国比较大规模地采用，弥补石化柴油不足。如今，生物质气化的研究与应用主要以奥地利、芬兰、英国和德国为主要国家。2.生物质气化主要工艺4水一气转换反应：CO+H2O=CO2+H生物质气化过程发生了如下反应：1〕水一气反应：C+H2O=H2+CO2〕复原反应：CO2+C=2CO3〕甲烷化：C+2H2=CH4CO 热值：4MJ/Nm3H2热值：MJ/Nm3CH4热值：MJ/Nm3空气、氧气和水蒸气可作为气化媒介。但不同媒介对过程与结果有不同的影响。空气廉价，但产出气的热值低；氧气贵，产出气热值高；用水蒸气做媒介产生热值与氧气相当，但也消耗比较高的热能。2.2 生物质气化炉类型生物质气化炉主要分三种类型，但还 6~有其他个性化炉子1. 固定／移动床气化炉－向上排气炉〔气体与原料对流〕－向下排气炉〔气体与原料同方向流动〕－错流移动床2. 流化床气化炉－循环流化床－气泡流化床—气流床〔携带床，Entrainedflowbed)图左是向上排气炉；右是向下排气炉。UpdraflGasifierDowndraftGasfierCTBAirBFB85O°CBiomassBiomassProducerOj*H^OINDIRECTProducer□2+H2OProducer900sCBiomassH.O上图左是气泡流化床炉〔BFB〕中间是循环流化床炉〔CFB〕右边是间接加热炉〔少见〕上图为荷兰能源研究中心研发的 MILENA 气化炉。MILENA 气化炉实验室及样机的研发、设计、工艺描述等材料在附件中，其中除焦油的催化剂是其核心技术没有讲述外，其他的内容讲述比较详细。包括入料系统、气化、烟气冷却与除尘、合成气冷却与除尘、合成气净化、甲烷化及锅炉等内容。并对燃料、流化床材料、动力学、碳转化、...