《生物质微米燃料催化气化实验研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生物质微米燃料催化气化实验研究（61页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 I摘 要 目前，能源和环境问题已成为世界焦点性难题，它制约着人类的生存和社会的发展。随着化石能源的日益枯竭和环境问题的日趋严重，开发洁净可再生能源已成了紧迫的课题。而生物质能作为唯一可储存和可运输的可再生清洁能源，其研究和应用日益受到全世界的重视。 微米燃料就是在此背景下，由华中科技大学经多年努力研究开发的新一类能源材料。它是将各种植物纤维原料（如秸秆、芦苇、园林固废、野草、藤蔓等所有非粮食植物） 制备成粒径在 250m，大部分在100m以下的生物质粉体燃料，简称为微米燃料。普通生物质材料通过微米燃料技术，变成了一种接近燃油和燃气的高品位流体燃料。 本文对松木微米燃料进行工业组成、元素组成和
2、热值分析，了解其基本化学特性。突破传统的工艺方法，采用低温水蒸气为气化剂，将松木微米燃料气化过程和催化裂解过程整合于一个反应炉中，进行制取富氢燃气的研究。探讨气化炉炉膛温度分布情况，分析反应炉温度 （700900） 、微米燃料粒径（50um150 um） 、S/B （02.92）、水蒸气压力（0.01MPa0.06MPa）等因素对微米燃料催化气化产气特性的影响，以及气化强度对气化效果和催化剂（白云石）对焦油催化裂解的影响。 在所研究的实验范围内，微米燃料平均产气率在 1.14Nm3/kg1.78 Nm3/kg范围内变化； 氢产率在0.19Nm3/kg0.93Nm3/kg范围内变化， 其中氢气含
3、量最大值为51.12；燃气热值在 8986KJ/Nm320895KJ/Nm3范围内变化，为中热值气体；碳转化率在 61.96%98.56%范围内变化；水蒸气分解率在 6.75%71.43%范围内变化。 实验结果表明：较高的温度有利于氢的产出，但温度过高会使气体热值下降，潜在氢产率变化缓慢；粒度较小的微米燃料对燃气组分分布和产气率影响较大；适量水蒸气的加入有利于焦油裂解和提高燃气质量，增加产气率和产氢率， ；白云石催化剂能有效降低飞灰和焦油含量，避免实验过程中堵塞管道，同时白云石催化剂能使产气中的氢含量提高 12%以上； 关键词：洁净能源 催化气化 生物质 微米燃料 裂解 IIAbstract
4、At present, energy and environment problem have become a worldwide focus, which restrict humans survival and societys development. With fossil energy being to be depleted and environment problem becoming more and more serious, the development of clean renewable energy has become an urgent topic. Bec
5、ause the biomass energy is a renewable clean energy, which can be store up and transported, the world gradually develops its research and application. Under this background, the HUST has developed biomass micron fuel. It transforms all kinds of vegetable fiber （such as straw stalk, reed, garden wast
6、e, weeds, cane vine and so on all non- grain plant） into the powder fuel of which size is in 250um, majority below 100um , which we usually call biomass micron fuel. The ordinary material can be transformed to the high quality fluid fuel through the technology, whose calorific value is close to the
7、fuel oil and fuel gas. In this dissertation, we analysis the industry composition、elemental composition and calorific value of pine lumber micron fuel, and understand its basic chemical characteristics. With the breakthrough of the tradition technique, we use low temperature steam as the gasifying a
8、gent and put micron fuel gasification process and the catalyzed decomposition process conformity into a reactor to carry on research of rich hydrogen fuel gas.we discuss the gasifier chamber temperature distribution situation, analysis the factors of reactor temperature （700900） 、micron fuel particl
9、e size （50um150 um） 、 S/B（02.92） 、the steam pressure （0.01MPa0.06MPa） and so on to the influence of micron fuel catalysis gasification characteristic, as well as the gasified intensity to the effect of gasificaion and the catalyst （dolime） to the influence of tar s catalysis decomposes. According to
10、 experiments in laboratory, the average fuel gas production rate of micron fuel ranges from 1.14Nm3/kg to1.78 Nm3/kg; the hydrogen production rate ranges from 0.19Nm3/kg to0.93Nm3/kg; the maximal volume of hydrogen reaches to 51.12%;the fuel gas calorific value ranges from 8986KJ/Nm3 to 20895KJ/Nm3,
11、 as medieum calorific IIIvalue gas; the carbon decomposion rate ranges from 61.96% to 98.56%; the steam decomposion rate ranges from 6.75% to 71.43%. The results show that higher temperature contributes to more hydrogen production, but lower heat value of fuel gas and slows the change speed of laten
12、t hydrogen production. The smaller micron fuel has the more important influence in component distribution and production rate of fuel gas.The appropriate introduction of steam improves gas quality、guel gas production rate and hydrogen production rate, and helps decomposion of tar.The volume of hydro
13、gen can be increased over 12% through the using of dolomite. Key words：Clean Energy Catalytic Gasification Biomass Micron Fuel Pyrolysis 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名： 日期： 年 月 日
14、 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版， 允许论文被查阅和借阅。 本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 保密， 在 年解密后适用本授权书。 不保密。 （请在以上方框内打“” ） 学位论文作者签名： 指导教师签名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日 本论文属于 11 绪论 目前，能源和环境问题已成为世界焦点性难题，它制约着人类的生存和社会的发展。随着化石能源的日益枯竭和环境问题的日趋严重，开
15、发洁净可再生能源已成了紧迫的课题。而生物质能作为唯一可储存和运输的可再生清洁能源，其研究和应用日益受到全世界的重视。 1.1 生物质能利用的研究意义 1.1.1 生物质和生物质能 一切有生命的可以生长的有机物质统称为生物质。它包括植物、动物和微生物。生物质对人类有着广泛而重要的用途： （1）用作食物； （2）用作工业原料； （3）用作能源； （4）改善环境、调节气候、保持生态平衡。生物质是一种可再生资源，每年世界上产生大量的生物质，其中蕴藏着巨大的能量。 生物质是地球上广泛存在的物质，它包括所有的动物、植物和微生物，以及由这些生命物质派生、排泄和代替的许多有机质。生物质能是蕴藏在生物质中的能量
16、，是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而储存在生物质内的能量，煤、石油和天然气等化石能源也是由生物质能转变而来的。现在已知世界上的生物多达 25 万多种，生物质能的种类也很多，目前人们可以利用作为生物质能的生物质大致分为六大类： （1）木质素，主要包括木块、木屑、刨花、树枝和根叶等； （2）农业废弃物，主要是各种秸杆、果核、玉米芯、蔗秆等； （3）水生植物，各种藻类、水葫芦以及海洋能源植物等； （4）油料作物，如棉籽、麻籽、乌柏、小桐子、油楠、油棕榈等； （5）有机物加工的废料，包括各类食品加工厂、屠宰厂、酒厂和造纸厂等废物，以及城市的生活污水和生活垃圾等； （6）粪便，猪、牛、羊、马、家禽等的粪便，以及人粪便1。 生物质能是植物通过光合作用合成的，植物的光合作用是燃烧反应的逆过程。而燃烧反应是人类获取和使用能源的主要方式，如果这两个过程能相互匹配，形成完整循环
