廣東化工2015年第15期.14.www.gdchem.com第42卷總第305期溫度對(duì)生物質(zhì)氣化特性影響的試驗(yàn)研究蘭維娟"，周銘麗，王學(xué)濤，徐斌(河南科技大學(xué)車(chē)輛與交通工程學(xué)院，河南洛陽(yáng)471003)[摘要]在自行搭建的流化床試驗(yàn)臺(tái)上，研究了溫度對(duì)木屑?xì)饣匦缘挠绊?。空氣?dāng)量比分別為0.15、0.2 和0.25條件下，改變反應(yīng)溫度。結(jié)果表明:在同一當(dāng)量比條件下，隨著溫度升高，H2、 CO和CH4主要可燃?xì)怏w的含量增加，相反CO2的含量下降，燃?xì)獾臒嶂翟黾?在同-溫度條件下，燃?xì)鉄嶂惦S著當(dāng)量比(ER)的增加而減小。[關(guān)鍵詞]生物質(zhì):氣化特性:溫度:影響[中圖分類(lèi)號(hào)]TK6[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A[文章編號(hào)0007-18652015)15-0014-02Study on Characteristics of Gasification of Biomass Influencedby TemperatureLan Weijuan, Zhou Mingli, Wang Xuetao, Xu Bin(Collge of Vehicle and Traffic Engineering, Henan University of Science and Technology, Luoyang, 471003, China)Abstract: Gasification of wood was performed in pilot-scale fluidized bed. The effect of bed temperature was studied in detail. When the equivalence ratio is、0.2 and 0.25 respective,he reaction temperature. The results showed at the same equivalence ratio, the content of hydrogen, carbon monoxide andmethane increased with temperaure increasing, the heating value increased too. While carbon dioxide content decreased; at the same temperature, the heating valuedecreased with equivalence ratio increasing.Keywords: Biomass; fluidized bed; gasification; temperature; equivalence ratio; catalyst生物質(zhì)流化床氣化越來(lái)越受到關(guān)注，眾多學(xué)者對(duì)氣化特性進(jìn)1試驗(yàn)臺(tái)及試驗(yàn)原料行了研究。吳創(chuàng)之對(duì)生物質(zhì)流化床的富氧氣化特性進(jìn)行了研究;本文中流化床氣化裝置的處理量為10 kg/h.主要的組成部分陳漢平12)等研究了氣化過(guò)程中焦油的析出特性;米鐵)等研究了花有進(jìn)料器、流化床反應(yīng)器、旋風(fēng)分離器、冷凝裝置及固體、液體生殼在空氣氣化時(shí)的特性，并驗(yàn)證了氣化爐對(duì)原理的適應(yīng)性。產(chǎn)物收集器及控制顯示系統(tǒng)。試驗(yàn)裝置詳見(jiàn)文獻(xiàn)1本文所用的原料是 林業(yè)廢棄物松木屑，在利用自行搭建的流試驗(yàn)用所的原料松木屑來(lái)自于天津地區(qū)某木材加工廠，原料化床實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。由于溫度是影響生物質(zhì)氣化過(guò)程的主要收集后，將原料進(jìn)行粉碎研磨，并篩選粒徑小于0.6 mm的顆粒，因素之一。因此，本文研究不同溫度條件對(duì)生物質(zhì)氣化過(guò)程的影干燥后備用，通過(guò)選擇不同溫度點(diǎn)，研究溫度對(duì)氣化過(guò)程的影響。響表1是松木屑的工業(yè)分析和元素分析數(shù)據(jù)。表1木屑的元素分析和工業(yè)分析Tab.1 Elemental and industrial analysis of wood工業(yè)分析(wt%，收到基)元素分析(w%,千燥無(wú)灰基)熱值-MVFCC_FNSMJ/kg5.9369.5620.24.316.35.550.03 47.5215.212試驗(yàn)結(jié)果與討論-←R2實(shí)驗(yàn)惱由于氣化過(guò)程受溫度的影響比較大，本文中流化床的氣化溫- --C實(shí)驗(yàn)值度可以通過(guò)外加熱的方式實(shí)現(xiàn)，在進(jìn)料量和ER固定的情況下-日- C02文營(yíng)值改變電爐溫度就能滿足所需要的試驗(yàn)溫度。在試驗(yàn)中，所采用的- +- CH4實(shí)營(yíng)值氣化溫度分別為650 C，700 C，750C，800 C，850 C五個(gè)工況點(diǎn)，比較不同溫度條件下對(duì)氣化過(guò)程的影響，結(jié)果如圖1、圖2、圖3、圖4所示。當(dāng)ER=0.15(如圖1所示)情況下，隨著反應(yīng)溫度的升高，最終氣體產(chǎn)物中的可燃?xì)怏w含量增加。從圖中曲線的基本趨勢(shì)可以看010出，H2、CH4含量隨溫度升高而增加，但增幅不大: co含量明顯增加，850C時(shí) 的含量比650 C時(shí)增幅明顯，大約10%左右:而CO2的含量呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。在氣化過(guò)程中發(fā)生的反應(yīng)有:C+CO2=-2CO265085CO+H2O=CO2+H2溫度/七引起上述現(xiàn)象的原因?yàn)?當(dāng)溫度升高時(shí)，有利于反應(yīng)(1)正向發(fā)生，碳的轉(zhuǎn)換率增加，因此CO含量增加，而CO2含量下降:圖1溫度對(duì)氣相產(chǎn)物的影響(ER=0.15)反應(yīng)(2)需要在高溫時(shí)(>850 C)比較劇烈，而本文所研究溫度范圍Fig. I The effects of temperature on product yields of wood為650 C~850 C，因此H2含量增加幅度不大:溫度升高造成生gasification物質(zhì)裂解程度加劇，CiHm 氣體增多，同時(shí)焦油裂解進(jìn)一一步裂解，最終氣體產(chǎn)物中的可燃?xì)怏w含量增加。[收稿日期] 2015-07-06[基金項(xiàng)目]河南科技大學(xué) 人才引進(jìn)基金(09001759);河南科技大學(xué)青年科學(xué)基金(2014QN004);河南省教育廳科學(xué)技術(shù)重點(diǎn)研究項(xiàng)目(14B470020)[作者簡(jiǎn)介]蘭維娟(1975), 女，博士，講師，主要從事生物能源潔凈利用方面的研究?！駷橥ㄓ嵶髡摺?015年第15期廣東化工第42卷總第305期www.gdchem.com.15.-←-R實(shí)送位10「- -一C0實(shí)驗(yàn)位-母Co2實(shí)驗(yàn)值- +- CH4實(shí)驗(yàn)位a←BR-0.15+ ER=0.2善←ER=0.2565700 750 80050溫度(C)圖4在不同反應(yīng)溫度下產(chǎn)氣熱值的曲線關(guān)系70015080Fig.4 The efects of temperature on product yields of wood圖2溫度對(duì)氣相產(chǎn)物的影響(ER=0.2)gasificationFig.2 The effects of temperature on product yields of wood由圖4可知，對(duì)應(yīng)同一-溫度點(diǎn)時(shí)，ER越大，氣體熱值越低。在同一ER情況下，氣體熱值隨溫度變化總體趨勢(shì)是當(dāng)溫度的升高時(shí)，最終氣體產(chǎn)物熱值增加。造成這種現(xiàn)象的可能原因有兩個(gè):→K2實(shí)釜位一方面，溫度升高，有利于上述氣化反應(yīng)向正反應(yīng)方向進(jìn)行，生成的co和H2增加，因此最終氣體熱值增加。另一方面，高溫促日-C02室曾館進(jìn)焦油的進(jìn)一步焦油裂解程度加劇， 生成小分子的CHm,因而燃一 C84實(shí)驗(yàn)位氣熱值也有所提高。63結(jié)論112本文通過(guò)研究溫度對(duì)氣化過(guò)程的影響發(fā)現(xiàn)，隨著氣化溫度的升高，最終氣體中可燃?xì)怏w含量增加。H2、CH4含量隨溫度升高而增加，但增幅不大: CO含量明顯增加，850 C時(shí)的含量比650手:C時(shí)增幅明顯，大約10%左右:而CO2的含量呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。氣體熱值隨溫度變化總體趨勢(shì)為當(dāng)溫度升高時(shí)，產(chǎn)氣熱值增加。通過(guò)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，比較理想的氣化溫度范圍為700~8000 C之間，最佳值為750 C左右。65070醒/心800圖3溫度對(duì)氣相產(chǎn)物的影響(ER=0.25)參考文獻(xiàn)Fig.3 The ffects of temperature on product yields of wood[1]昊創(chuàng)之，陰秀麗，徐冰，等.生物質(zhì)富氧氣化特性的研究[].太陽(yáng)能學(xué)報(bào)，1997， 18(3): 237-242.[2]陳漢平，楊海平，李斌，等.生物質(zhì)流化床氣化焦油析出特性的研究[].燃圖2和圖3曲線圖中，溫度的升高時(shí)，能引起可燃?xì)怏w的含料化學(xué)學(xué)報(bào)，2009, 37(4); 433-437.量增加。ER=0.2和ER -0.25時(shí)，兩種可燃?xì)怏wH2、CH含量的[3]米鐵，劉武標(biāo)，陳漢平，等.流化床生物質(zhì)氣化過(guò)程的中試研究[].環(huán)變化趨勢(shì)為:隨溫度升高小幅增加。而co含量在溫度小于700C境污染治理技術(shù)與設(shè)備，2002, 3(2): 41-46.時(shí)變化的不明顯，溫度大于700 C后增長(zhǎng)的幅度較大。造成這種[4]蘭維娟，生物質(zhì)氣化與燃?xì)廨啓C(jī)燃燒集成發(fā)電實(shí)驗(yàn)與模擬研究[D].天現(xiàn)象的主要原因可能是隨著生物質(zhì)裂解程度的加劇，產(chǎn)生的C.Hm津大學(xué)，2013. .氣體增多。與此同時(shí)，高溫有利于焦油的裂解，焦油的發(fā)裂解產(chǎn)(本文文獻(xiàn)格式:蘭維娟，周銘麗，王學(xué)濤，等.溫度對(duì)生物質(zhì)氣物中有大量的CO,因此最終氣體產(chǎn)物中的可燃?xì)怏w含量增加?；匦杂绊懙脑囼?yàn)研究[J].廣東化工，2015, 42(15): 14-15)(上接第22頁(yè))Chem, 2001， 109: 3-11.實(shí)驗(yàn)表明:以三氟乙酸和乙烯基乙醚為起始原料，經(jīng)過(guò)脫水、[3]Tseng C K, Gless R D. ldentification of Configurational Isomers of三氟甲基化、氨解可合成4-氨基-1,1,1-三氟-3-丁烯-2-酮，以乙烯.Fluorochloridone [0. JOrg Chem, 1983, 48: 3564-3566.基乙醚計(jì)，產(chǎn)品的總收率達(dá)到85%以上，該合成路線合理，反應(yīng)[4]Kozue J, Kawahara A, Tanigawa H, et al. Paste Formulations of pesticides[P]. JP: 246496, 2007.原料易得，條件溫和，收率理想。[5]Moriguchi T，Endo T。Addition-Elimination reaction in thetrifluoroacethation of eletion-rich olefins [0]. J Org Chem, 1995, 60(11):3523-3528.[1]Ma J A, Cahard D. Asymmetric fluorination, trifluoromethylation, andperfluoroalkylation reaction[J]. Chem Rev, 2004， 104: 6119-6146.(本文文獻(xiàn)格式:顧嘉超，李玉峰，黃佳維，等. 4-氨基-1.1,1-(2]Smart B E. Fluorine susitueaet efes (on biactiviny. J Fluorine三氟-3-丁烯-2-酮的合成[J]. 廣東化工，2015, 42(15): 22)