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生物質顆粒鍋爐熱化學轉化

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生物質顆粒鍋爐熱化學轉化

發布日期:2019-12-20 作者: 點擊:

大慶生物質顆粒鍋爐氣化、熱解過程中,生物質纖維素、半纖維素和木質素的主要化學成分發生熱化學反應,釋放出多種有機可凝分子,即焦油。焦油有很多定義。

(1)氣化氣體中產生的芳烴和多環芳烴。

(2)熱解或部分氧化(氣化)過程中產生的有機物稱為焦油,通常被認為是較大的芳烴。

(3)所有的分子量均大于苯的有機質。

(4)含有取代基的可縮合芳烴和多環芳烴及其衍生物。

大慶生物質顆粒鍋爐焦油的形成與氣化爐有關。一般認為,頂部氣化爐是焦油含量為1g/nM3的最臟的煤氣發生爐,流化床氣化爐是中等的,焦油含量為10g/ Nm。因此,生物質顆粒鍋爐氣化氣體在被用于內燃機之前需要凈化。

焦油的熱轉化

大慶生物質顆粒鍋爐焦油的熱化學轉化可分為外部熱解和部分氧化,無需外部加熱。

由于工藝條件不同,裂解可分為無催化劑非催化熱解和催化劑催化裂解。

熱解法

非催化熱解

氣化溫度對焦油的總量和組成有影響。通過將鼓泡流化床的溫度從700提高到850,焦油含量從700 19g/m3降低到800 5g/m3。當木屑在固定床氣化時,焦油隨著溫度的升高而降低。溫度越高,非取代芳烴焦油組分越少。在自由中

沉降反應器中樺木氣化實驗表明,溫度從700℃增加到900℃可使焦油含量降低至少40%,隨著焦炭溫度的升高,焦油中的氧含量急劇下降。

的催化裂解

大慶生物質顆粒鍋爐

在氣化系統中,根據催化反應器的位置可將生物質氣化中的催化劑分為兩類。第一種催化劑,也被稱為一級催化劑,在氣化前直接添加到生物質燃料中,并對以下反應具有催化作用:

催化裂化方法能有效地除去焦油,但催化劑成本高,催化劑使用過程中催化劑失活限制了催化劑裂化方法的推廣和應用。

段氧化法

在過量空氣系數小于1的條件下,將部分氧注入含焦油的氣化氣體中,發生燃燒反應,除去生物質氣化氣體中的焦油。首先,通過熱釋放一些生物質氣化氣體,然后利用氧化后產生的高溫和自由基除去焦油。

當使用生物質顆粒鍋爐部分氧化時,可燃氣體發生燃燒,焦油組分燃燒。燃燒過程提高了氣體的溫度,有利于焦油的裂解。焦油氧化導致焦油分子的開環反應,轉化為小分子。

在生物質顆粒鍋爐焦油的熱化學反應過程中,焦油可以轉化為更簡單的碳氫化合物和非烴分子和自由基,如C1-2烴、CO、H和其他非烴分子和自由基,所有這些都可以還原為NO。


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