广州能源所生物质化学链气化研究取得进展

2011-10-26 19:02 来源: 中国科学院
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  化学链气化是一种新颖的气化理念,它以晶格氧替代纯氧作为氧源。气化过程在两个独立的反应器中分步进行,气化反应器中控制晶格氧与燃料的比值,得到以CO和H2为主要组分的合成气;再生反应器中还原后的低价氧化物被空气氧化,恢复晶格氧。氧载体在两个反应器中循环,实现了化学链过程。

  中科院广州能源研究所废弃物处理与资源化利用实验室对甲烷化学链重整、生物质化学链气化、三维有序大孔氧载体制备、化学链气化双床冷态模拟等方面开展了创新性的研究。甲烷化学链重整过程中以Ce-Fe-O为氧载体,合成气中H2/CO接近2,甲烷转化率达98%以上,20个循环内,氧载体保持了良好的活性,Ce/Fe>1(摩尔比)时氧载体的性能最佳。生物质化学链气化过程中,采用赤铁矿为氧载体,氩气气氛下CO和H2体积含量达85%、产气率为1.13 m3/kg、气化效率可达77.8%、碳转化率达96%;当S/B为0.85时,H2/CO接近1,产气率1.53 m3/kg,气化效率可达79.5%,碳转化率接近98%。采用无皂乳液聚合法制备了单分散聚苯乙烯微球,并通过自组装得到排列有序的模板;在此基础上制备了孔型均匀、孔道排列有序的三维有序大孔钙钛矿型氧化物;搭建了生物质处理量为5kg/h的冷态双床,处于调试运行阶段。

  实验室相关研究结果发表在Engery & Fuels [2009, 23, 2095-2102], International Journal of Chemical Engineering [2009, doi:10.1155/2009/710515], 2011 Asia-Pacific Power and Energy Engineering Conference [2011 APPEC], 2011 International Conference on Thermal Treatment Technologies & Hazardous Waste Combustors Conference [2011, USA], 2012 Asia-Pacific Power and Energy Engineering Conference [2012 APPEC], 《燃料化学学报》[2011,39(12):ΧX-XX], 《太阳能学报》[2012], 《农业工程学报》[2011,27(13):105-111], 《煤炭转化》[2010, 33(4): 83-89]等学术期刊上。

生物质化学链气化炉实验装置