第40卷第2期燃料化學(xué)學(xué)報(bào)Vol 40 No. 22012年2月Joumal of Fuel Chemistry and TechnologyF012文章編號(hào):02532409(2012)02017007生物油水蒸氣氣化實(shí)驗(yàn)研究汪永威2,王澤,宋文立,林偉剛(1中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所多相復(fù)雜系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京100190;2.河南電力試驗(yàn)研究院,河南鄭州450052)摘要:利用固定床反應(yīng)器對(duì)生物油的水蒸氣非催化氣化性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,考察了溫度和水蒸氣的加入量對(duì)氣化過(guò)程的影響,對(duì)氣化所得粗合成氣的組成分布進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,升高溫度有利于生物油向合成氣轉(zhuǎn)化,1200℃時(shí),生物油的碳轉(zhuǎn)化率可達(dá)978%,合成氣有效成分(H2+CO)的產(chǎn)率可達(dá)77%,其中H2CO摩爾比為1.19;水蒸氣的加入可以提高合成氣中的H2/CO摩爾比,當(dāng)S/C(水碳比)=4時(shí),合成氣中的H2/CO摩爾比可達(dá)369與此同時(shí),水蒸氣的加入不利于合成氣有效成分產(chǎn)率的提高;生物油氣化所得氣體為中熱值氣體。關(guān)鍵詞:生物油;水蒸氣氣化;合成氣;固定床圖分類(lèi)號(hào):TK6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:AExperimental study of bio-oil gasification with steamWANG Yong-wei, WANG Ze, SONG Wen-li, LIN Wei-gang(1. State Key Laboratory of Multi-Phase Complex Systems, Institute of Process Engineering, CAS, Beijing 100190, China;2. Henan Electric Power Research institute, Zhengzhou 450052, China)Abstract The experiment on the non-catalytic steam gasification of bio-oil was carried out in a lab-scale fixedbed reactor. The influence of operating parameters such as the temperature and the mol ratio of steam to carbon(S/C) on the gas yield and composition was investigated. The results show that increasing temperature canenhance the conversion of bio-oil to syngas; the carbon conversion of bio-oil can be as high as 97.8%at1 200 C, and the proportion of effective gas component(H,+Co)in the product gas is nearly 77% with a molratio of H,/Co=1. 19. The mol ratio of H2/CO increases with an increase of S/c mol ratio, and reaches up to3. 69 at S/C=4. However, the addition of steam does not favor the increase of the composition of effectiveKey words: bio-oil; steam gasification; syngas; fixed-bed n heating value隨著人類(lèi)對(duì)能源需求的不斷增加和化石燃料的氣化是對(duì)生物油進(jìn)行再加工的途徑之日益耗盡,以及由此帶來(lái)的二氧化碳排放和環(huán)境污文獻(xiàn)表明,生物油通過(guò)水蒸氣催化重整氣化可以得染問(wèn)題,尋找替代能源,開(kāi)發(fā)可再生能源正受到越來(lái)到氫氣或合成氣反應(yīng)溫度多在600-900℃-。越多的關(guān)注。生物質(zhì)作為一種可固定碳的可再生能然而,由于生物油體系復(fù)雜,開(kāi)發(fā)一種適合于生物油源,可以實(shí)現(xiàn)二氧化碳零排放(。如何將其轉(zhuǎn)化為的重整活性好,壽命長(zhǎng)的催化劑相當(dāng)困難。為了避化學(xué)品或液體燃料是生物質(zhì)能源利用的關(guān)鍵。生物開(kāi)使用催化劑帶來(lái)的問(wèn)題本實(shí)驗(yàn)對(duì)生物油的高溫質(zhì)原料分散,組成變化大,季節(jié)性強(qiáng),體積能量密度非催化氣化性能進(jìn)行了研究?？疾炝藴囟群蜌饣瘎┑瓦\(yùn)輸和存儲(chǔ)成本高難以實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)。通過(guò)加入量對(duì)生物油氣化碳轉(zhuǎn)化率及產(chǎn)品氣組成的影快速熱解技術(shù),生物質(zhì)可以被轉(zhuǎn)化為液體生物油氣響為生物油氣化的工藝參數(shù)設(shè)計(jì)提供參考。態(tài)燃?xì)夂凸腆w半焦,其中生物油的產(chǎn)率可達(dá)60%1實(shí)驗(yàn)部分80%(干基生物質(zhì)),其體積能量密度是生物質(zhì)原料1.1實(shí)驗(yàn)原料實(shí)驗(yàn)所用原料為由稻殼快速熱解的5~10倍。因此,通過(guò)快速熱解技術(shù)在適度地域得到的生物油,其物理化學(xué)性質(zhì)及元素分析數(shù)據(jù)見(jiàn)范圍內(nèi)將生物質(zhì)分散轉(zhuǎn)化為生物油對(duì)生物油進(jìn)行表1。其中,元素分析采用美國(guó)EA公司生產(chǎn)的收集運(yùn)輸、存儲(chǔ)可以在一定程度上解決如前所述CEA40元素分析儀完成,含水量分析由 Mettler的生物質(zhì)原料問(wèn)題。通過(guò)再加工,生物油可以被轉(zhuǎn)Todo公司生產(chǎn)的 Karl-Fisher水分滴定分析儀化為大宗化學(xué)品或合成燃料2-6完成。收稿日期:201103-19:修回日期:20110524?；痦?xiàng)目:國(guó)家自然科學(xué)基金(2022603);國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(863計(jì)劃,2007AA0z聯(lián)系作者:宋文立,Tel:01082627078,Emil: wusong@@ bome.ipe.a.cmYH中國(guó)煤化工CNMHG作者簡(jiǎn)介:汪永臧(1981-),男,河南西華人,博士研究生,研究方向?yàn)槊号c生物質(zhì)能源轉(zhuǎn)化。汪水威等:生物油水蒸氣氣化實(shí)驗(yàn)研究表1生物油物理性質(zhì)和元素組成分析Table 1 Physical properties and elemental composition of rice husk bio oil used in the present studyPhysical propertiesElemental composition w /%Water content viscosity atDensity at20℃/cP20℃p/(g·cm3)pHHN36.2536.807.5854.750.8712實(shí)驗(yàn)裝置與流程生物油的水蒸氣氣化在一氣在氣化實(shí)驗(yàn)時(shí)用作載氣攜帶生物油進(jìn)入反應(yīng)系個(gè)實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的常壓固定床反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行,實(shí)驗(yàn)流統(tǒng),同時(shí)還作內(nèi)標(biāo)氣來(lái)確定產(chǎn)品氣的產(chǎn)率;氧氣用于程示意圖見(jiàn)圖1。實(shí)驗(yàn)裝置由加料系統(tǒng)、反應(yīng)系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn)結(jié)束后燃燼氣化過(guò)程中在反應(yīng)器內(nèi)生成的積氣體后處理與分析系統(tǒng)組成。炭,兩種氣體的流量由質(zhì)量流量計(jì)控制。水路由實(shí)驗(yàn)裝置的加料系統(tǒng)為油、氣、水三路組成,其臺(tái)恒流泵通過(guò)一根1/16″的不銹鋼管輸入到反應(yīng)管中油路由一臺(tái)蠕動(dòng)泵將生物油從生物油罐送入反應(yīng)內(nèi),不銹鋼管出口與反應(yīng)管上方管壁緊貼,以保證水系統(tǒng)。調(diào)整蠕動(dòng)泵轉(zhuǎn)速控制生物油的加料速率。氣進(jìn)入反應(yīng)管瞬間即被蒸發(fā)為水蒸氣并迅速升溫,減路包括高純氮和高純氧。兩種氣體不同時(shí)使用,氮少對(duì)床層溫度場(chǎng)的影響。10131:面①超圖1生物油水蒸氣氣化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)流程示意圖Figure 1 Schematic flow sheet of the lab-scale apparatus for the steam gasification of bio-oil1: bio-oil tank; 2: peristaltic pump; 3: N2 cylinder; 4: mass flow controller: 5: O2 cylinder; 6: mass flow controller;7: distilled water tank; 8: constant flow pump: 9: triple valve: 10: quartz reactor;11: thermocouple; 12 electric fumace: 13: ceramic spheres: 14: manometer: 15: water cooled condenser;16: ice cooled condenser; 17: filter; 18: drying column; 19: micro-GC: 20: flow meter反應(yīng)系統(tǒng)是由一個(gè)石英反應(yīng)管(內(nèi)徑27mm,徑約為2mm)填料層,高約100mm,在反應(yīng)管填料長(zhǎng)600m)和電加熱爐及其對(duì)應(yīng)的溫度控制系統(tǒng)構(gòu)層的位置設(shè)有控活成。在反應(yīng)管的中部恒溫區(qū)內(nèi)填充有惰性瓷球(直爐相連由此來(lái)控HH中國(guó)煤化工的電加熱CNMHG層中部插172料化學(xué)學(xué)報(bào)第40卷一個(gè)熱電偶來(lái)實(shí)時(shí)測(cè)量床層內(nèi)的溫度。反應(yīng)管的下此外,過(guò)程中還有CO的歧化反應(yīng)和CH4的裂方接有U型測(cè)壓管,監(jiān)測(cè)反應(yīng)系統(tǒng)的壓力解反應(yīng)等:反應(yīng)系統(tǒng)的出口接有氣體后處理系統(tǒng),產(chǎn)品氣CO←C+CO2依次通過(guò)水冷管、冰水浴冷凝器、過(guò)濾器、干燥管。CH4→C+H2水冷管通有常溫自來(lái)水,對(duì)產(chǎn)品氣進(jìn)行初步冷卻;冰實(shí)驗(yàn)考察的主要指標(biāo)有水浴冷凝器用冰水浴(0℃)冷卻,進(jìn)一步對(duì)產(chǎn)品氣氣體產(chǎn)率定義為實(shí)驗(yàn)得到的氣體產(chǎn)量與理論上進(jìn)行冷卻并收集冷凝下來(lái)的液體產(chǎn)物;過(guò)濾器為G2可得到的氣體產(chǎn)量之比,包括含碳?xì)怏w和氫氣兩種。砂芯過(guò)濾球,用來(lái)除去氣體中攜帶出來(lái)的固體顆粒;對(duì)于H2,其產(chǎn)率用生物油中的H原子轉(zhuǎn)化為干燥管內(nèi)裝有無(wú)水氯化鈣顆粒,用來(lái)吸收氣體中殘H2的百分率來(lái)表示,即:余的水分,減少對(duì)分析系統(tǒng)的危害。出口接有濕式H2產(chǎn)率%=產(chǎn)品氣中氫氣的質(zhì)量×10%流量計(jì),測(cè)量出口氣體的流量。分析系統(tǒng)為一臺(tái)便攜式快速氣相色譜( VarianCP4900 Micro-GC)。該氣相色譜裝備有三個(gè)各自由于存在水煤氣變換反應(yīng),因此,H2的收率有獨(dú)立的模塊通道,分別是由PPQ、Cox、MS5A分子可能超過(guò)100%。篩填充色譜柱和與各自對(duì)應(yīng)的熱導(dǎo)檢測(cè)器(TCD)對(duì)于含碳?xì)怏w(包括CO、CO2、CH4和C2+(C組成。其中MS5A模塊用來(lái)分析H2、O2、N2、CH4HC2H6、CH和CH)等),其產(chǎn)率用原料中每摩和CO的濃度COX模塊用來(lái)分析CO2的濃度,PQ爾碳轉(zhuǎn)化成該氣體產(chǎn)物的百分率來(lái)定義,即模塊用來(lái)分析氣體中C2H4、C2H6C3H和C3H等某一含碳?xì)怏w的產(chǎn)率%=碳?xì)浠衔锏臐舛?。所有氣體濃度的確定均采用外產(chǎn)物中該氣體所含碳的摩爾數(shù)×100%標(biāo)法。該色譜配有在線(xiàn)自動(dòng)進(jìn)樣系統(tǒng),可以定時(shí)取生物油中碳的摩爾數(shù)樣分析。合成氣有效組分的產(chǎn)率指生物油轉(zhuǎn)化為CO和向反應(yīng)管通入給定流量的氮?dú)夂驼麴sH的質(zhì)量分率,即水,待床層溫度穩(wěn)定后,在捕集瓶里裝人冰飽和食鹽合成氣有效組分的產(chǎn)率%=水,并開(kāi)啟冷凝系統(tǒng)的冷凝水,隨后開(kāi)啟蠕動(dòng)泵向反產(chǎn)物中(H2+CO)的質(zhì)量×100%應(yīng)系統(tǒng)加入生物油。反應(yīng)生成的一部分氣體經(jīng)冷凝、過(guò)濾、干燥等處理后進(jìn)入色譜在線(xiàn)分析,每次實(shí)原料的轉(zhuǎn)化率指含碳?xì)怏w產(chǎn)物的產(chǎn)率之和。驗(yàn)進(jìn)行30min,色譜取樣間隔為3min,產(chǎn)品氣的組產(chǎn)品氣的高位熱值Qm(M/m3)1成為實(shí)驗(yàn)工況穩(wěn)定后所得各個(gè)樣品的平均值。實(shí)驗(yàn)QuN=∑Q中1100=(CO%×12.635+結(jié)束后用氮?dú)鉀_洗反應(yīng)系統(tǒng)后通入氧氣燃燒反應(yīng)H2%×12.745+H%×39.816+CH%X器內(nèi)的積炭。63.397+C2H%×70.305+C3H6%×93.6081.3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析生物油是一個(gè)有多種有機(jī)物+C3H%×101.203)/100%(10)組成的復(fù)雜體系,可用一個(gè)化學(xué)式CHO4來(lái)表示,其中:Q。;為各組分的單位體積高位熱值這樣,其與水蒸氣發(fā)生氣化反應(yīng)生成合成氣的化學(xué)(M/m3),中為混合氣體各組分體積(摩爾)分計(jì)量反應(yīng)方程式可表示為數(shù),%C,.O,+(n-k)H,0-nCO+(n+m/2-k)H2S/C:水碳比,即氣化過(guò)程中,水與碳原子的摩(1)爾比。其中水包括生物油本身所含有的水和另外式(1)產(chǎn)物中的CO會(huì)與水蒸氣發(fā)生水煤氣變加入的水兩部分,對(duì)于本實(shí)驗(yàn)所用的生物油原料,其換反應(yīng)自身的S/C為0.66,通過(guò)另加入水使得氣化時(shí)的Co+H2O←CO2+H2S/C分別為1、和4過(guò)程中還伴隨有生物油的分解反應(yīng)和由此產(chǎn)生2結(jié)果與討論的碳的氣化反應(yīng)2.1溫度的影響氣化反應(yīng)中,溫度直接影響產(chǎn)物CHO4→C,H,O+ gases(H2+H2O+CO+的分布,是產(chǎn)品j中畫(huà)煤化工。因此,CO2+CH4+C,H,…)+s00t(3)有必要考察不同CNMHG彭,進(jìn)而可C+H2O→C0+H2(4)知溫度對(duì)氣化反應(yīng)生屬時(shí)祖合成氣組戚各主要成第2期汪永威等:生物油水蒸氣氣化實(shí)驗(yàn)研究173分的產(chǎn)率的影響規(guī)律。一方面由于co的生成促進(jìn)了水煤氣反應(yīng)的進(jìn)行圖2為生物油在沒(méi)有外加水的條件下(S/C=從而使得H2的產(chǎn)率得到提高,由1000℃時(shí)的066)氣化時(shí)溫度對(duì)氣體產(chǎn)物組成的影響。528%提高到1200℃時(shí)的79.5%。通過(guò)計(jì)算可得,合成氣有效組分的產(chǎn)率也由41.9%提高到77.1%。此外,由于前面所述的CH4重整反應(yīng)的進(jìn)行使得CH和CO2的產(chǎn)率隨著溫度的升高而降低。8*8388忽略氣體產(chǎn)物中的C2+,原料的轉(zhuǎn)化率可以看作是Co、CO2和CH4的產(chǎn)率之和,計(jì)算可得,當(dāng)溫度由1000℃上升到1200℃時(shí),原料的轉(zhuǎn)化率明顯升高,由77.1%提高到97.8%。1000圖2氣化溫度對(duì)生物油氣化產(chǎn)品氣組成的影響Figure 2 Effect of temperature on the gas productdistribution for steam gasification of bio-oil■:H2;●:CO;▲:CO2;V:CH;◆:C2+由圖2可以看出,生物油高溫氣化時(shí),產(chǎn)物中主要成分為H2、CO、CO2、CH4,產(chǎn)物中的C2+含量很10001200低(0.1%左右)。隨著溫度的升高,氣化產(chǎn)品氣中的H2含量緩慢增加,而CO含量迅速增加,CH4和圖3氣化溫度對(duì)生物油氣化的產(chǎn)品氣產(chǎn)率的影響CO2的含量都隨溫度的升高而明顯降低。這主要是Figure 3 Effect of temperature on the yield of由于生物油氣化時(shí),在升溫的同時(shí)首先發(fā)生熱分解gas products during steam gasification of bio-oil反應(yīng)生成H2CO、CO2、H2O、CH4和其他小分子烴■:H2;●:CO;▲:CO2;V:CH類(lèi)等,同時(shí)還伴隨有CO和H2O的水煤氣變換反22S/C摩爾比的影響氣化過(guò)程中,水蒸氣與應(yīng)。之后分解生成的CH4等烴類(lèi)和H2O及CO2發(fā)生物油中碳的摩爾比率直接決定氣體產(chǎn)品的組成。生重整反應(yīng)生成CO和H2,這些重整反應(yīng)都是吸熱本實(shí)驗(yàn)中水蒸氣與生物油中碳的摩爾比用S/C表反應(yīng)。因此,升高溫度使反應(yīng)對(duì)生成CO和H2有示。圖4為不同溫度條件下生物油氣化時(shí)的氣體產(chǎn)利,在產(chǎn)物分布上表現(xiàn)為CH和CO2含量的降低物分布隨S/C的變化,主要反映的是水蒸氣的加入Co和H2含量的增加。對(duì)于CH4的重整反應(yīng)來(lái)說(shuō),量對(duì)生物油水蒸氣氣化產(chǎn)物的影響。圖5為生物油由CH4的水蒸氣重整得到的H2和CO的體積比為水蒸氣氣化氣體產(chǎn)品中的有效氣組成和含量。3由CH4的CO2重整得到的H2和CO相等。因此由圖4可以看出,當(dāng)溫度一定時(shí),隨著S/C的若只發(fā)生CH4的重整反應(yīng),則氣體中H2的增幅應(yīng)該增加,氣體產(chǎn)品中H2的含量呈上升的趨勢(shì),CO含量大于Co,而實(shí)驗(yàn)結(jié)果卻并非如此。這是因?yàn)樗貉杆傧陆?同時(shí)CO2含量明顯上升,甲烷基本保持不氣變換反應(yīng)(2)是放熱反應(yīng)溫度升高反應(yīng)向著生變。這主要是因?yàn)樗魵獾募尤腼@著促進(jìn)了水煤氣成CO的方向進(jìn)行也即是說(shuō)溫度升高反應(yīng)平衡的變換反應(yīng)的進(jìn)行,使更多的CO轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2的同時(shí)結(jié)果是消耗掉了部分的H2,而生成了部分的CO,這生成H2。因此生成的合成氣中的H2CO隨著S就造成產(chǎn)品氣中的CO含量的增幅要大于H2含量C的增大而增大,這由圖5(a)可以看出。同時(shí),由的增幅。這也使得產(chǎn)品氣中H2CO摩爾比隨著溫圖5(b)可以看出,水蒸氣的加入造成了產(chǎn)品氣中的度的升高而降低合成氣有效成分(H2+CO)含量的下降因此,在生圖3為氣化溫度對(duì)生物油氣化的產(chǎn)品氣產(chǎn)率的物油氣化過(guò)程中,水蒸氣的加入只是提高了氣體中影響。由圖3可知隨著溫度的升高,CO的產(chǎn)率迅H2/CO。例如在rV凵中國(guó)煤化工:66增加速升高,同時(shí)CO2和CH4的產(chǎn)率下降但不明顯。到4時(shí),合成氣中CNMHG2.38,但方面溫度的升高對(duì)固定碳的氣化反應(yīng)(4)有利;另合成氣中的有效組分也從y.以%牌到73%,174燃料化學(xué)學(xué)報(bào)第40卷也就是說(shuō)合成氣中H2含量的增加是以消耗掉更多量,而水蒸氣的加入還會(huì)消耗部分熱量,因此生物油的CO為代價(jià)的?？紤]到工業(yè)氣化中還要加入適量的氣化應(yīng)根據(jù)所要得到的合成氣的用途來(lái)選擇合適的氧氣使生物油部分燃燒以提供反應(yīng)所需要的熱的S/C8956-28688=430Mol ratio of S/cMol ratio of s/cd)8865a-1612688eMol ratio of s/cratio of s/c圖4生物油水蒸氣氣化氣體產(chǎn)品組成Figure 4 Composition of dry gas product for steam gasification of bio-oil(a): mol fraction of H2;(b): mol fraction of CO;(c): mol fraction of Co,;(d): mol fraction of CH1000℃;●:1100℃;▲:1200℃100Mol ratio of S/CMol ratio of s/c圖5生物油水蒸氣氣化氣體產(chǎn)品中的有效氣組成和含量Figure 5 Composition and mole fraction of effective syngas for steam gasification of bio-oil(a): H,/CO mol ratio;(b): mol fraction of (H,+CO)1100℃2.3氣體產(chǎn)率圖6是三種溫度下主要?dú)怏w產(chǎn)品明顯。這是因?yàn)檑芍袊?guó)煤化工氣變換反的產(chǎn)率隨SC的變化關(guān)系。由圖6可以看出氫氣應(yīng)向著生成氫氣的CNMHG煤氣反應(yīng)的產(chǎn)率隨著SC的增大而增大,在溫度較低時(shí)尤為又是放熱反應(yīng)低溫對(duì)正反應(yīng)方向有利。因此低溫第2期汪永威等:生物油水蒸氣氣化實(shí)驗(yàn)研究175時(shí)氫氣產(chǎn)率隨S/C增加而增加得更為明顯。CO的的產(chǎn)率隨著S/C的升高而增大。此外,S/C增加,產(chǎn)率則隨著水蒸氣加入量的增大而減小,這進(jìn)一步甲烷等烴類(lèi)氣體的產(chǎn)率略微有所增加,這可能是由說(shuō)明了水蒸氣的加入主要作用在于促進(jìn)了水煤氣變于水蒸氣的加入使得產(chǎn)品氣中氫氣含量提高,從而換反應(yīng)的進(jìn)行,消耗掉一部分CO,水煤氣變換反應(yīng)抑制了甲烷的裂解反應(yīng)。在生成H2的同時(shí),生成等量的CO2,這就造成CO288衛(wèi)Mol ratio of s /cMol ratio of S/c166200.66Mol ratio of S/CMol ratio of s/c圖6生物油水蒸氣氣化氣體產(chǎn)率Figure 6 Yield of gas product for steam gasification of bio-oil■:1000℃;●:I00℃;▲:1200℃此外,通過(guò)計(jì)算可得各種條件下氣化所得產(chǎn)品值影響不大,此時(shí)產(chǎn)品氣的熱值主要由有效成分的氣的熱值,見(jiàn)表2。含量決定。而對(duì)于溫度的影響來(lái)說(shuō),雖然產(chǎn)品氣中衰2各種條件下所得產(chǎn)品氣的高位熱值的有效成分含量隨著溫度的升高而升高,但同時(shí)產(chǎn)Table 2 Higher heating value of product品氣中熱值較大的甲烷含量卻迅速降低,綜合的結(jié)gases from steam gasification of bio-oil果是溫度對(duì)產(chǎn)品氣熱值的影響不明顯。emperature24生物油高溫氣化反應(yīng)歷程由以上對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)/ts/c=066S/c-1sC=2SC=4果的分析可以推斷,生物油在高溫下水蒸氣氣化時(shí)13.3013.37的反應(yīng)歷程見(jiàn)圖7。首先,生物油受熱發(fā)生脫水和13.1012.73分解反應(yīng)生成COCO2、CH4、H2O、H2、小分子烴焦油和固定炭等,與此同時(shí),生成的固定炭也會(huì)與水由表2可知,溫度對(duì)產(chǎn)品氣熱值影響不大,而增蒸氣發(fā)生氣化反應(yīng)隨著溫度的升高,生成的焦油繼加S/C,產(chǎn)品氣熱值呈下降趨勢(shì)。這主要是因?yàn)殡S續(xù)分解生成H2、CO等小分子氣體產(chǎn)物;當(dāng)溫度繼續(xù)著S/C的增加,產(chǎn)品氣中的有效成分含量下降,而升高達(dá)到650℃和,水蒸氣發(fā)產(chǎn)品氣中的甲烷等碳?xì)浠衔锏暮孔兓淮?H2生氣化重整反應(yīng)生中國(guó)煤化工的CO繼和CO的高位熱值又比較接近,其組成對(duì)產(chǎn)品氣熱CNMH續(xù)和水蒸氣發(fā)生水厘王雙∪2和H2,溫176燃料化學(xué)學(xué)報(bào)第40卷度越高,水煤氣變換反應(yīng)的反應(yīng)進(jìn)度越小。因此,甲合成氣中有效成分含量較高,最高可達(dá)92%,熱值烷的氣化重整反應(yīng)和水煤氣變換反應(yīng)的平衡是決定為13MJ/m3。產(chǎn)品氣組成的重要因素。升高溫度有利于生物油向合成氣轉(zhuǎn)化,在bio-oil+HO1200℃時(shí),原料的碳轉(zhuǎn)化率可達(dá)97.8%,此時(shí)合成ph氣有效成分的收率為77%,合成氣中的H2CO摩Ition爾比隨著溫度的升高而降低。Co2crhCo H2 C水蒸氣的加入能夠提高合成氣中的H2/CO摩爾比,但這是以消耗掉更多的CO為代價(jià)的,不利于ry(CO)reforming& steam reforming water gas boudouard read合成氣收率的提高。生物油氣化時(shí),在顆粒升溫的過(guò)程中即發(fā)生分H+co+H2O解反應(yīng)生成一氧化碳、二氧化碳和甲烷等小分子烴圖7生物油高溫水蒸氣氣化反應(yīng)歷程類(lèi)等氣體和固定碳隨著溫度的升高,氣體發(fā)生水煤Figure 7 Reaction network of steam gasification of bio-氣反應(yīng),甲烷水蒸氣重整反應(yīng)和烴類(lèi)的二氧化碳重at high temperature整反應(yīng),最終生成一氧化碳和氫氣為主的合成氣,甲3結(jié)論烷重整反應(yīng)和水煤氣變換反應(yīng)共同決定產(chǎn)品氣體的采用水蒸氣為氣化劑對(duì)生物油原液直接進(jìn)組成。行氣化時(shí),生物油的碳轉(zhuǎn)化率可達(dá)90%以上,所得參考文獻(xiàn)[I]劉榮厚,牛衛(wèi)生,張大雷.生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)換技術(shù)[M],北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2005(LIU Rong-hou, NIU Wei-sheng, ZHANG Da-lei. 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