外循環(huán)移動(dòng)床生物質(zhì)催化氣化制氫工藝研究.pdf

1、本論文工作屬于國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目“外循環(huán)并流移動(dòng)床生物質(zhì)催化氣化制富氫氣體體系的構(gòu)建”(編號(hào)：50776013)的一部分。 為改善未來(lái)的能源結(jié)構(gòu)和緩解目前嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題，人們?cè)絹?lái)越重視清潔能源一氫能的開(kāi)發(fā)和利用。生物質(zhì)催氣化制氫是富有發(fā)展前景的利用可再生資源制氫技術(shù)。但是，制約目前生物質(zhì)氣化制氫技術(shù)發(fā)展的主要問(wèn)題是產(chǎn)氣中含量低和焦油含量高。水蒸汽作為氣化劑和使用催化劑是提高產(chǎn)氣中含量和降低焦油含量的有效手段。

2、基于此，本論文提出了用循環(huán)固體熱載體法的外循環(huán)逆流移動(dòng)床催化氣化制氫工藝，目標(biāo)是減少焦油產(chǎn)生和提高產(chǎn)氣中含量。反應(yīng)系統(tǒng)由氣固逆流移動(dòng)床氣化器、熱解器和快速流化床燃燒器構(gòu)成，燃燒器和熱解器、燃燒器與氣化器之間的氣氛獨(dú)立分開(kāi)。催化劑同時(shí)作為固體熱載體在三器間循環(huán)，將燃燒半焦和催化劑積炭釋放的熱量提供給氣化、熱解反應(yīng)。在灼熱固體熱載體加熱的條件下，熱解器內(nèi)生物質(zhì)快速熱解，氣化器內(nèi)熱解焦油水蒸氣催化轉(zhuǎn)化順序發(fā)生，而熱解半焦、催化劑積炭燃燒處于燃

3、燒器中，解決了催化劑再生的問(wèn)題。本氣化工藝綜合了生物質(zhì)快速熱解、焦油水蒸氣催化轉(zhuǎn)化、熱載體加熱和催化劑再生無(wú)切換連續(xù)進(jìn)行等特點(diǎn)。由于氣化所需熱量是通過(guò)燃燒催化劑積炭和半焦實(shí)現(xiàn)的，這使得生物質(zhì)中的氫最大限度地轉(zhuǎn)化為目的產(chǎn)物氫氣成為可能。 本論文主要包括如下四部分內(nèi)容： 1)對(duì)外循環(huán)逆流移動(dòng)床生物質(zhì)催化氣化的工藝系統(tǒng)進(jìn)行了物料衡算和熱量衡算； 2)設(shè)計(jì)建造了一套實(shí)驗(yàn)室連續(xù)循環(huán)裝置統(tǒng)，主要設(shè)計(jì)內(nèi)容：熱解器、氣化器、燃燒