生物质废弃物催化裂解制备富氢燃气实验研究

由生物质废弃物催化裂解制取氢气是一种可再生的制氢方法,本研究采用2段加热管式反应器,前段装生物质,后段装催化剂,用以研究生物质催化裂解制取氢气的特性,并提出潜在氢产率的概念对生物质制氢的经济技术可行性进行深入的分析.测试的3种生物质废弃物为:松木粉、木质素和纤维素,测试温度为600～700℃.实验结果表明,加入催化剂后3种物料的产氢率从5.48～15.06g/kg增加到12.94～37.73g/kg;催化剂对潜在产氢率的影响较小,加入催化剂前后的变化范围为:36.25～98.86g/kg到37.40～116.98g/kg.生物质废弃物催化裂解产氢率与相同温度下空气-水蒸气气化的氢产率相当,实验结果证明,生物质废弃物催化裂解是一种有效的制氢方法.     

生物质催化气化制取富氢燃气的研究

以流化床为反应器，探讨了一些主要参数如：反应器温度，水蒸气，当量比ER以及催化剂对气体成分、氢产率和潜在氢产率的影响。实验所用催化剂为白云石和镍基催化剂。在实验条件范围内，氢产率为22—83g／kg生物质(湿基)，潜在氢产率为115—223g／kg生物质(湿基)。结果表明，较高的反应器温度，适当的水蒸气添加量可以有效提高氢的产出；白云石和镍基催化剂可使产品气中的氢含量提高10％以上。     

生物质催化气化制取富氢燃气的研究

以流化床为反应器 ,探讨了一些主要参数如 :反应器温度 ,水蒸气 ,当量比ER以及催化剂对气体成分、氢产率和潜在氢产率的影响。实验所用催化剂为白云石和镍基催化剂。在实验条件范围内 ,氢产率为 2 2— 83g/kg生物质 (湿基 ) ,潜在氢产率为 115— 2 2 3g/kg生物质 (湿基 )。结果表明 ,较高的反应器温度 ,适当的水蒸气添加量可以有效提高氢的产出 ;白云石和镍基催化剂可使产品气中的氢含量提高 10 %以上。     

生物质废弃物快速热解制取富氢气体的实验研究

采用管式炉对红松锯屑快速热解制取富氢气体进行了实验研究,分析了反应器温度、物料粒径和催化剂对热解产物组成的影响.结果表明高温能加快生物质快速热解进程,减少炭和焦油生成量,利于富氢气体的生成,800℃时气态产物比例可达56.9 wt.%,气态产物中H2体积分数由4.3%(500℃下)上升至17.2%,H2 CO体积分数达68.3%.小粒径能增大热解气态产物的比例,但对气态产物组成的影响很小,这可能与红松锯屑本身质地疏松有关.以与生物质直接混合方式添加的煅烧白云石能使热解产物中H2含量增加,但造成产气过程变缓,炭生成量增多,富氢气体总产量未能得到提高.     

炼焦煤尾煤催化热解制取富氢燃料气

以炼焦煤原煤、尾煤为研究对象,采用微量热重、常量固定床实验装置对其在热解过程中的质量变化和气相产物进行了对比分析。考察了温度、6种催化剂（CaO、MgO、Fe、Ni、NaOH、A1）及其添加比例对炼焦煤尾煤热解制取富氢燃料气的影响。结果表明,尾煤中富集的无机矿物质对热解制取富氢燃料气有促进作用,单位尾煤热解H2产率要比原煤高出1．93％。温度是影响尾煤热解产气的重要参数,热解终温的上升有利于H2产量的提高,随终温800℃升高到950℃H,产量增长了32．59mL／g。在催化热解实验中,除Al和MgO对尾煤热解有抑制作用外,CaO、Fe、Ni及NaOH均对尾煤热解产H2有促进作用,以CaO和Fe效果最为明显。并且不同添加比例的CaO和Fe对热解制取富氢燃料有一定的影响。     

旋转锥生物质裂解反应器裂解工艺的研究

为了研究生物质裂解工艺最佳条件,以木屑为原料,石英砂为热媒,对建立的以旋转锥反应器为主体的生物质快速裂解工艺进行研究,在单因素实验基础上,对4个主要因素（裂解温度、真空度、旋转锥盘转速和木屑粒径）进行正交实验。在木屑含水率为8.2%,热媒量1 200 g,进料速率4 kg/h的条件下,确定了最佳工艺条件为：裂解温度550℃,真空度0.08 MPa,旋转锥盘转速115 r/min,木屑粒径为30目。最佳条件下生物质转化率为54.83%,实验研究表明,自制旋转锥反应器裂解工艺具有可行性。     

生物质燃气高温过滤材料的研究

日趋严格的环保要求和某些工艺过程的特殊需要,对生物质燃气中灰尘的数量和粒度提出了更高的要求,即对生物质气化系统中的过滤工艺有了新的要求。针对生物质气化工艺的特点及其灰尘的特性,重点研究了针刺过滤毡和金属多孔材料两类高温过滤材料。通过研究比较,两种材料各有优缺点,针刺过滤毡过滤精度高,运行工况比较稳定,但是过滤气速小,适用温度低,设备比较庞大;金属多孔材料过滤精度相对较低,但是过滤气速和使用温度高,设备相对紧凑。     

生物质快速热裂解主要参数对生物油产率的影响

以松木木屑为原料,在自制的小型流化床上,开展了生物质热裂解温度、生物质粒径和进料速率对生物油产率的影响实验研究.结果表明,在热裂解温度分别为450、475、500、525和550℃条件下,当热裂解温度为500℃时,生物油产率最高,平均产率达到53.33%（质量百分比）.反应温度越高,炭产量越低,不可冷凝气体产量越高,气体发热值越高;粒径＜1 mm的生物质其粒径对生物油产率影响不大;生物质进料速率增加时,生物油产率增加.本研究为生物能的利用提供了新的途径.     

中孔分子筛AI-MCM-41催化裂解聚烯烃反应研究

采用水热合成法制备了不同硅铝比的中孔分子筛AI-MCM-41，将其应用于高密度聚乙烯（HDPE）和聚丙烯（PP）的催化裂解反应。通过改变硅铝比、反应温度和催化剂用量，对Al-MCM-41催化HDPE和PP裂解反应的规律进行了探讨，研究表明，HDPE裂解反应受硅铝比的影响较大；而对于PP裂解反应，硅铝比在一定范围内对催化剂活性的影响不明显。另外，与热裂解和HZSM-5小孔分子筛的催化裂解结果进行了比较，结果证明A1-MCM-41具有较高的催化活性和较高的液体产物收率，尤其适合于空间位阻较大的PP的催化裂解反应。     

生物质快速热裂解主要参数对生物油产率的影响

以松木木屑为原料,在自制的小型流化床上,开展了生物质热裂解温度、生物质粒径和进料速率对生物油产率的影响实验研究.结果表明,在热裂解温度分别为450、475、500、525和550℃条件下,当热裂解温度为500℃时,生物油产率最高,平均产率达到53.33%(质量百分比).反应温度越高,炭产量越低,不可冷凝气体产量越高,气体发热值越高;粒径＜1 mm的生物质其粒径对生物油产率影响不大;生物质进料速率增加时,生物油产率增加.本研究为生物能的利用提供了新的途径.     

废弃植物中药渣的热解特性及动力学研究

采用热重分析法(TGA)对丹参中药渣的热解特性及其动力学规律进行了研究。分析了不同升温速率(10、30和50℃/min)和不同粒径(0.85~0.6、0.3~0.18和0.125~0.1 mm)药渣的热解特性。结果表明,药渣热解可分为3个阶段:预热干燥阶段、主热解阶段和碳化阶段,随升温速率的升高,热重(TG)和微分热重(DTG)曲线向高温侧移动,药渣的最大失重速率也显著增加;与大颗粒相比较小颗粒的挥发分产量较大。采用Coats-Redfern法和Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法对药渣热解的动力学进行分析,选出了较为合理的机理函数,并计算得出药渣热解活化能为62~72 kJ/mol。     

木屑生物质热解制备高还原性气体机理

针对气基磁化焙烧还原铁尾矿成本昂贵的问题,基于生物质廉价易得且具有较好的还原性气体制备潜力的特点进行产气机理探究。通过热解实验研究了温度、含水率、Na₂CO₃催化剂添加量对杉树木屑与竹屑热解制备还原性气体的影响,利用TG-IR探究二者的产气特征,并结合动力学分析确定杉树木屑与竹屑的热解机理函数与活化能。结果表明,生物质在较低含水率(40%以下)的条件下提高热解温度,有利于还原气的制备;当热解温度为700 ℃、Na₂CO₃添加量为4%时,烘干的杉树木屑热解气中还原性气体占比约为76%,竹屑则约为66%;二者的还原性气体均集中产生于热解第二阶段,其热解过程符合反应级数模型;经计算,杉树木屑的活化能为118.32~135.43 kJ·mol⁻¹,竹屑的活化能为112.39~118.75 kJ·mol^-1。本研究结果可为生物质热解制备还原性气体提供技术指导。     

中孔分子筛Al-MCM-41催化裂解聚烯烃反应研究

采用水热合成法制备了不同硅铝比的中孔分子筛A l-MCM-41,将其应用于高密度聚乙烯(HDPE)和聚丙烯(PP)的催化裂解反应。通过改变硅铝比、反应温度和催化剂用量,对A l-MCM-41催化HDPE和PP裂解反应的规律进行了探讨,研究表明,HDPE裂解反应受硅铝比的影响较大;而对于PP裂解反应,硅铝比在一定范围内对催化剂活性的影响不明显。另外,与热裂解和HZSM-5小孔分子筛的催化裂解结果进行了比较,结果证明A l-MCM-41具有较高的催化活性和较高的液体产物收率,尤其适合于空间位阻较大的PP的催化裂解反应。     

医疗垃圾热解焚烧实验研究

医疗垃圾是一种对环境危害极大的危险废弃物。用一种固定炉排炉热解焚烧系统，对广州市部分医院的医疗垃圾进行了热解焚烧及尾气净化试验，并对焚烧工况、烟气中主要的污染物含量及灰渣的灼减率进行分析。分析结果表明：稳定运行时炉膛平均温度在850℃左右，二燃室平均温度在1000℃以上；尾气中CO、NOx，HCI和SO2浓度分别为：71mg／m^3、125mg／m^3、27．8mg／m^3和21mg／m^3，灰渣的灼减率为2．7％。均远远低于标准限值。     

医疗垃圾热解焚烧实验研究

医疗垃圾是一种对环境危害极大的危险废弃物.用一种固定炉排炉热解焚烧系统,对广州市部分医院的医疗垃圾进行了热解焚烧及尾气净化试验,并对焚烧工况、烟气中主要的污染物含量及灰渣的灼减率进行分析.分析结果表明:稳定运行时炉膛平均温度在850℃左右,二燃室平均温度在1000℃以上;尾气中CO、NOx、HCl和SO2浓度分别为:71mg/m3、125 mg/m3、27.8 mg/m3和21 mg/m3,灰渣的灼减率为2.7%.均远远低于标准限值.