生物质气化技术概述

生物质气化技术概述生物质气化技术概述 1 1 背景背景 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 700 C 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 进入气化炉 加氧气或水蒸气 燃烧气化 产生的气体出来除 焦油 气体冷却 气体净化 除硫化氢 除二氧化碳 甲烷化 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 如经过费 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 2 生物质气化主要工艺生物质气化主要工艺 2 12 1 生物质气化过程发生了如下反应 1 水 气反应 C H2O H2 CO 2 还原反应 CO2 C 2CO 3 甲烷化 C 2H2 CH4 4 水 气转换反应 CO H2O CO2 H2 CO 热值 12 64MJ Nm3 H2热值 12 74 18 79MJ Nm3 CH4热值 35 88 39 82 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 空气便宜 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 但也耗费比较高的热能 2 22 2 生物质气化炉类型生物质气化炉类型 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 Entrained flow bed 上图左是向上排气炉 右是向下排气炉 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 碳氢产率 焦油 热平衡 气体冷却效率 MILENA 改造 微量元素及污染扩散 烟气治理 生物质聚团问题 甲烷化等实验内容 进行了描述 这里面的技术细节部分介绍了很多经验 值得仔细学习 3 3 实际应用的小型生物质气化炉实际应用的小型生物质气化炉 3 1 最小型的家用做饭木头气化炉 如下图 具体制造方法请看附件 3 2 小型家用生物质气化加热炉 如下图 具体制造方法请看附件 3 3 小型木头气化炉生产合成气作为汽车动力燃料 具体制造方法请看附件 3 3 德国中型商用取暖发电用生物质气化设备 如下图 具体相关信息请查 www holz kraft de en 和其他公