[01158770]生物质气化过程中焦油催化裂解特性研究

随着经济的发展,能源与环境问题已成为全球关注的焦点,资源的短缺正成为世界各国面临的普遍问题。化石燃料的大量消耗,不仅使能源供需之间的矛盾日益激化,同时由于化石燃料的的使用而带来的环境问题已成为全世界关注的焦点,因此,开发新型可再生能源,部分替代不可再生的矿石资源．为子孙后代多留一些资源,已成关系我国经济社会可持续发展的重大课题。 生物质能作为重要的、资源丰富的可再生资源之一,近年来受到广泛关注,生物质的资源化利用不仅可以减轻我国对化石能源、特别是石油的依赖程度,提高能源自给率,另一方面,生物质的硫、氮、灰分含量均较低,SOx、NOx和灰尘排放量比化石燃料要小得多,可进一步减轻能源消费带来的环境污染。 生物质能的转换利用技术大致可分为三类： 1、固体废弃物转换技术; 2、热化学转换技术; 3、生物化学转换技术。 生物质能的热化学转换技术是生物质能转换利用研究的一个重点,基本所有种类的生物质都可以进行。生物质热解气化（简称气化）是一种热化学反应技术,它是指利用氧气（空气、富氧或纯氧）、水蒸汽或者氢气作为气化剂,在高温下通过热化学反应,将热化学转化生物质中的可燃部分转化成CO、H2、CH4及CnHm等可燃气体的过程。通过气化,原先的固体生物质被转化为更便于使用的气体燃料,是目前研究的重要方向之一。生物质气化作为一种高效、洁净的利用方法,在提高生物质利用率及减少污染方面有重要作用,它是生物质热化学转化中最重要的一种方式,生物质气化后其利用效率是直接燃烧的3～5倍。 通过气化工艺, 可以生产出有价值的燃气供民用和工业使用, 作为热解气化过程副产品, 焦油常温下呈黏稠状液态, 可引起输气管路的堵塞、腐蚀等, 对气化系统及用气设备都非常不利, 为此已开发了多种工艺用于生物质气化过程中焦油的质量分数的缩减。催化裂化工艺被认为是一种最具潜力的焦油脱除方法, 在特定催化剂作用下实现焦油组分的深度反应而转化为永久性气体和少量焦炭, 使煤气中焦油的质量分数明显缩减, 对焦油进行催化裂解, 不仅可有效降低燃气中的焦油含量,而且还可将焦油转换为可燃气体, 是一项高效的燃气净化措施。 有关焦油催化裂解的文献曾有报道, 但大都是针对一种模型化合物（ 如苯、甲苯以及萘）开展的研究, 而生物质热解焦油组成非常复杂, 仅已辨识出的组分就有上百种, 而且随生物质原料类型以及气化条件的不同, 其焦油组成、性质各不相同, 因此取得的研究结果不能直接应用到工业过程中。项目中建立了可以连续运转生物质气化炉, 考查CaO对其催化裂解的效果, 研究结果对探索催化裂化机理、开发适合于工程应用的高效焦油脱除技术具有重要指导。在小型的管式炉试验台利用Fe2O3对焦油催化裂解的催化作用,并探讨了Al2O3添加比例对于Fe2O3催化作用的影响。