生物质气化工艺
生物质气化技术可以提高生物质的能...
摘要生物质气化技术可以提高生物质的能源品位和利用效率，因此在能源问题日益严重的今天非常有前景。
生物质气化过程的最终目标是得到尽可能多的高品质可燃气体，然而焦油的存在严重影响了生物质气化气的品质，使得生物质焦油的脱除成为一个热门的课题。
本文首先简要地介绍了生物质焦油的产生、危害及目前主要的焦油脱除方法，然后深入地分析了焦油催化裂解的机理以及催化裂解脱除焦油的方案。
通过分析玉米秸秆热解气化气的焦油催化裂解的实验数据，讨论了催化剂的尺寸和催化裂解温度两方面原因对焦油催化裂解的影响。
通过对实验数据进行分析，总结出当采用小尺寸的石灰石作为催化剂，在催化裂解温度一定时，更加有利于焦油的转化，与此同时产气率随之增加、焦炭产率降低、催化剂使用寿命延长。
为了寻求石灰石催化剂的最佳尺寸和最佳催化裂解温度，以达到最佳的焦油催化裂解效果，需要进行大量的实验，不切合实际。
因此本文依据最小二乘支持向量机理论建立了秸秆气化焦油催化裂解脱除过程的模型，并验证了模型可行性。
最后在模型的基础上，采用并列选择遗传算法求取了多目标优化的Pareto解集，找到了用石灰石作催化剂对秸秆气化焦油进行催化裂解时，催化裂解温度和石灰石尺寸的最佳取值区间，为实际工程应用中提高焦油转化率和催化剂的寿命提供了参考。
关键词：生物质气化；焦油脱除；催化裂解；模型建立；优化AbstractWith energy issues being more and more serious, biomass gasification technology has been very promising since it can improve the energy quality and utilization efficiency of biomass. The final purpose of the biomass gasification progress is to obtain high-quality flammable gas as much as possible. However, the tar in biomass can seriously affect the quality of biomass gasification gas, which makes the removal of tar from biomass a hot topic.In this paper, we first briefly introduce the production and damage of biomass tar, as well as the primary methods of tar removal at present, and then analyze of the mechanism of catalytic cracking of tar and tar removal catalytic cracking program in-depth. By analyzing the experimental data from the catalytic cracking of tar exists in corn stalk pyrolysis gas, the impact of the catalyst size and the catalytic pyrolysis temperature on the catalytic cracking of tar are also discussed. Through the analysis of the experimental data, we can find that when the catalytic pyrolysis temperature is in a certain range, it is more conducive to the conversion of tar if the limestone we used as the catalyst is with a smaller size. Meanwhile, the rate of gas production can be increased with lower coke yield, and the catalyst service life can also be prolonged. In order to achieve the best catalytic cracking effect of tar, we need to make a large number of experiments to find the optimal size of limestone catalyst and the best catalytic cracking temperature, which is not realistic. Therefore, based on the least squares support vector machine theory, this paper proposes a model for catalytic cracking of tar removal straw gasification, and verifies the feasibility of the model. Finally, with the proposed model, we obtained the Pareto solution set of multi-objective optimization problem by genetic algorithm of parallel selection, and thus the best catalytic cracking temperature and the optimal size of limestone in catalytic cracking of straw gasification tar with limestone as the catalyst，which can provide references for improving the catalytic cracking rate of tar and natural life of catalyst in practical engineering applications.Keywords: biomass gasification; tar removal; catalytic cracking; modeling; parameter optimization华北电力大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文《生物质气化过程焦油催化裂解脱除方法研究》，是本人在导师指导下，在华北电力大学攻读硕士学位期间独立进行研究工作所取得的成果。
生物质气化技术在能源转换中的应用优化
生物质气化技术在能源转换中的应用优化生物质气化技术在当前的能源转换领域中正逐渐成为备受关注的研究热点。
作为一种可再生的能源形式，生物质气化技术具有潜在的巨大市场价值和环境利益，因此其在能源转换中的应用优化备受关注。
一、生物质气化技术的基本原理生物质气化是通过在高温、高压和缺氧环境下将生物质转化为可燃性气体的一种技术。
生物质气化过程主要包括干馏、热解和气固两相反应，其中干馏主要指在400-500摄氏度的温度下，生物质中的挥发性成分被释放出来，生成液体和气体产物，而热解则是指在600-800摄氏度的温度下，生物质中的碳成分被分解生成固体碳和气态产物。
二、生物质气化技术在能源转换中的应用现状目前，生物质气化技术已经在各个领域得到广泛应用，比如在电力生产、热能生产和生产化学品等方面。
以电力生产为例，生物质气化技术可以将生物质转化为合成气体，再通过气体轮机或内燃机发电，实现了能源的高效利用。
在热能生产方面，生物质气化技术可以将生物质转化为燃气或燃油，用于供热或供暖。
此外，生物质气化技术还可以生产生物质液体燃料、化学品等，为替代石油提供了可行的途径。
三、为了进一步提高生物质气化技术在能源转换中的效率和环境友好性，需要从技术、经济和环境等方面进行优化。
首先，在技术方面，可以通过设计和改进气化炉、改进气化剂配比、优化生物质预处理等手段，提高生物质气化的产气率和气质量，降低气化过程中的能耗和反应时间。
此外，还可以引入新型反应器、提高反应温度和压力等技术手段，进一步提高生物质气化技术的效率。
其次，在经济方面，可以优化生产成本、提高投资回报率，以提高生物质气化技术的市场竞争力。
通过合理设计生产工艺、降低生产能耗、提高产物利用率等手段，可以降低生物质气化技术的生产成本，提高其经济效益。
再次，在环境方面，可以减少气化过程中的污染物排放，提高生物质气化技术的环境友好性。
通过配备燃烧控制系统、进行废气处理等措施，可以有效降低生物质气化过程中的氮氧化物、二氧化碳等温室气体排放，减少对环境的影响。
生物质气化 产气率
生物质气化产气率
生物质气化是一种将生物质转化为可燃气体的过程。
产气率是指在生物质气化过程中，单位时间内产生的燃气量与原料生物质质量的比值。
生物质气化的产气率受多种因素影响，包括原料的种类、含水率、粒度、气化温度和气化介质等。
一般来说，产气率与原料的挥发分含量和反应温度呈正相关关系，同时也受到气化设备的设计和操作参数的影响。
常见的生物质气化技术包括固定床气化、流化床气化和热解气化等。
不同的气化技术对产气率有不同的要求和特点。
例如，在固定床气化中，较高的气化温度和适当的气化介质可以提高产气率。
而在流化床气化中，气化介质的选择和气化温度的控制可以影响产气率。
总的来说，生物质气化的产气率受多种因素影响，并且在不同的气化工艺中可能存在差异。
因此，要准确评估生物质气化的产气率，需要考虑原料特性、气化工艺和操作参数等因素。
生物质气化及生物质与煤共气化技术的研发与应用
生物质气化及生物质与煤共气化技术的研发与应用
摘要：煤与生物质共气化过程包括原料的预处理（上游处理）、气化、气体净化和燃气利用（下游处理）。由此可见，煤与生物质共气化的能效一方面取决于原料种类、共气化的工艺参数以及反应器的类型；另一方面也受到共气化体系中关键过程竞争和协同作用规律的影响。
关键词：生物质气化；生物质；煤共气化技术 前言 生物质与煤共气化可充分利用两种原料及各自气化技术的优点,弥补各自气化的缺陷,因此成为众多研究者关注的焦点。而两种原料间的相互作用无疑是共气化的核心研究内容之一。两种原料间存在协同作用、抑制作用或者不存在相互作用。近年来研究发现,相互作用由很多因素决定,原料种类、接触方式、混合比例、气化温度等均会影响作用效果。
1国外的研究与应用情况 (1)生物质气化发电生物质气化及发电技术在发达国家已受到广泛重视，如美国、奥地利、丹麦、芬兰、法国、挪威和瑞典等国家生物质能在总能源消耗中所占的比例增加相当迅速。美国在利用生物质能发电方面处于世界领先地位，美国建立的Battelle生物质气化发电示范工程代表生物质能利用的世界先进水平。奥地利成功地实施了建立燃烧木材剩余物的区域供电站的计划，生物质能在总能耗中的比例由原来大约2％～3％增到目前的25％，该国现已拥有装机容量为1—2MWe的区域供热站80一90座。瑞典和丹麦正在实施利用生物质进行热电联产的计划，使生物质能在转换为高品位电能的同时满足供热的需求，以大大提高其转换效率。日本资源能源厅调查结果显示，2001年日本有83家生物质废弃物发电厂，形式为废弃塑料等与重油等化石燃料混烧发电，2003年又投资约14．5亿日元建设了发电量为3MW的生物质发电项目，年利用林业和建材业废旧材料5．9万t。菲律宾、马来西亚以及非洲的一些国家，都先后开展了生物质能的气化、成型、热解等技术的研究开发，并实现了工业化生产。(2)生物质燃气区域供热，利用类似于传统固定床气化炉的上吸式气化炉生产生物质可燃气，用于区域供热已达到了商业化水平。用于区域供热的生物质气化设备已在芬兰、瑞典各地运行。气化炉以泥炭、木片或木材加工过程产生的废弃物为原料。设备工作性能稳定可靠，转换效率高，对原料湿度和粒度要求宽松。通过调节气化剂中水蒸气的含量来控制氧化层的反应温度，可避免反应物料出现烧结现象。可燃气中焦油含量虽然较高，但是通向燃烧器的管道既粗又短，不易出现堵塞现象，因而系统不须安装焦油过滤装置。焦油及气化炉产生的可燃气可在后面的燃气锅炉等燃烧器中直接燃烧，既充分利用了焦油的能量又避免了管道堵塞等问题，因而通常不需要高效气体净化和冷却系统，系统相对简单，热利用率高。
生物质气化气的气体化学工程实验
生物质气化气的气体化学工程实验生物质能源是一种可再生的能源，因其具有丰富的资源、低碳排放和环保等优点，正逐渐成为当今新能源领域的重点发展对象。
而生物质气化气的气体化学工程实验，是利用生物质加热分解产生的可燃性气体，进行能源化学转化的重要方式。
本文将会从生物质气化气的工艺原理、实验室操作步骤和应用前景等方面进行介绍。
1. 工艺原理生物质气化气的工艺原理，主要通过生物质的热解和气化过程实现。
在生物质热解过程中，通过加热将生物质材料分解成气体和液体两种标准产物，其中气体产物中最主要的是一氧化碳（CO）、氢气（H2）和甲烷（CH4），而液体产物则主要是木质素和纤维素等有机物。
而生物质气化过程则是将制备好的生物质颗粒加入气化反应器中，通过加热、同时进行氧化和还原反应，使生物质颗粒部分燃烧及气化，产生可燃气体。
其中，热解和气化反应中所用反应物的化学组成和测试条件等因素，均会对生物质气化气的产物有着重要的影响。
2. 实验操作步骤生物质气化气的实验操作步骤，主要分为前期试验准备、实验实施和后期数据处理三个阶段。
而在前期试验准备中，则需要对待测生物质颗粒进行筛分、样品制备和仪器校准等工作。
在实验实施阶段中，则需要使用气体分析仪等实验仪器对产生的气体进行采集和分析，以确定其成份和产气量等参数。
最后在数据处理阶段中，则需要将所得的实验数据进行分析和处理，以推测产气气体的化学成份和量。
3. 应用前景生物质气化气的应用前景，主要涉及到其能源转化、环保和社会经济等多方面因素。
在能源转化方面，生物质气化气可以帮助加速可再生能源的发展，降低对化石燃料的依赖，提高能源效率和节能减排；在环保方面，生物质气化气得益于其绿色可再生性质，促进了社会的可持续发展，同时也能降低对大气和水源环境的污染；在社会经济方面，则可以为当地企业带来就业机会、增强经济发展和提高生活质量等多重利益。
总之，生物质气化气的气体化学工程实验，具有诸多的技术挑战和应用前景，需要在实验条件、工艺技术和应用研究等多方面展开探索和优化。
生物质气化费托合成汽柴油
生物质气化费托合成汽柴油1.引言1.1 概述生物质气化费托合成技术是一种将生物质能源转化为高品质汽柴油的可持续能源技术。
随着全球能源危机和环境污染问题的日益严重，生物质气化费托合成技术成为了探索可替代传统化石燃料的重要途径之一。
生物质气化是一种将生物质原料通过高温和缺氧条件下进行热解分解的过程。
在这一过程中，生物质的碳水化合物和有机物质会转化为一氧化碳、氢气和甲烷等可燃气体。
而费托合成技术则是利用这些可燃气体通过催化反应转化为液体燃料，即合成汽柴油。
生物质气化费托合成技术具有多重优势。
首先，它能够将生物质资源转化为高品质的液体燃料，满足汽车和机械等领域对能源的需求。
其次，生物质气化费托合成过程中产生的废水和废气可以进行二次利用和处理，减少了环境污染。
此外，生物质气化费托合成技术还可以利用农业和森林废弃物等生物质资源，实现资源的综合利用和循环经济。
生物质气化费托合成汽柴油技术目前已经取得了一些重要的研究成果，并得到了广泛的应用。
然而，与传统石油燃料相比，生物质气化费托合成技术在成本、效率和可持续性等方面还存在一些挑战和待解决的问题。
因此，进一步的研究和开发仍然是必要的。
总之，生物质气化费托合成技术具有巨大的潜力和发展前景。
通过深入研究和有效应用，我们有望实现对于传统化石燃料的替代，从而推动可持续能源的发展和保护环境的目标。
1.2 文章结构文章结构部分:文章的结构主要分为三个部分，分别是引言、正文和结论。
引言部分概述了文章的主题以及相关背景知识，并介绍了生物质气化费托合成汽柴油的重要性和研究意义。
通过引言部分，读者可以了解到文章的主要内容和目的。
正文部分主要包括了生物质气化技术和费托合成技术的详细介绍。
在生物质气化技术部分，将对生物质气化的原理、方法和过程进行探讨，包括从生物质干馏到产生气体燃料的过程。
而在费托合成技术部分，将介绍费托合成的原理、反应过程和催化剂的选择等方面的内容。
通过对这两个技术的介绍，读者可以了解到生物质气化费托合成汽柴油的基本原理和技术路线。
生物质气化存在的问题、解决方式及应用[管理资料]
![生物质气化存在的问题、解决方式及应用[管理资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/06074b5de55c3b3567ec102de2bd960590c6d9d1.png)
生物质气化技术存在的问题、解决方式及应用情况一、生物质气化技术存在的问题：在一定的热力学条件下，借助于气化介质（空气、氧气或水蒸气等），使生物质的高聚物发生热解、重整、氧化和还原反应，热解伴生的焦油进一步热裂化或催化裂化成为小分子碳氢化合物，进一步生成CO、H2和CH4等混合燃气。
生物质气化利用可包括气化供气技术、气化供热技术、气化发电技术和气化制氢技术等。
目前生物质气化技术发展较快，主要以气化供气和供热为主向气化发电、冷热电多联产等方向发展。
生物质气化利用虽然较广阔，但生物质气化还不能大量推广，主要影响生物质气化发展的因素有：（一）燃料：⑴生物质成型燃料（BMF）：①燃料原料。
生物质原料多种多样，有木质和草本类，城市有机垃圾和动物粪便等。
原料不同，燃料的热值、灰分和挥发分也不同，不同原料产生燃气量也不同。
②燃料其他物理性质。
水分含量、燃料密度（颗粒密度和堆积密度）、颗粒大小等。
水分含量过大或太小都不利于生物质气化；在原料一定的条件下，燃料密度越高，气化效果越好；小颗粒的燃料相对比大颗粒气化效果好。
在2013年及以前，BMF行业虽发展快速，但燃料参数多种多样，没有固定的规格。
⑵燃料供应：生物质原料（农业、林业资源）较丰富的地区,生物质成型燃料应用较广泛的地方可以相应的降低燃料的收集成本，进而降低气化过程中的成本。
虽然中国可利用的生物质资源较丰富，但是燃料分布不均匀，目前出现生物质资源较丰富的地区生物质利用较少，而需生物质原料的地方需花费较高的运输成本到其他地方购买生物质燃料，大大增加了生物质气化过程的燃料成本，同时燃料供应不足制约着生物质气化的发展，影响生物质气化效果。
（二）净化：目前生物质气化技术的净化分为干式和湿式，干式主要去除其中的粉尘和颗粒，湿式主要去除焦油和少量的微细颗粒。
目前气体净化还不成熟，气化效果不明显，焦油去除难度较大，容易引起二次污染，净化的成本还相对较高。
（三）国家政策：虽然国家目前大力倡导节能节能减排，支持和引导生物质的发展，生物质利用十二五规划和中长期规划对生物质发展目标也做出了一定的分析和规划，但是政策不到位制约了生物质能的发展。
生物质气化发电技术
生物质气化发电技术1.气化发电的工作原理及工艺流程1.1气化发电工作原理生物质气化发电技术的基本原理是把生物质转化为可燃气，再利用可燃气推动燃气发电设备进行发电。
它既能解决生物质难于燃用而又分布分散的缺点，又可以充分发挥燃气发电技术设备紧凑而污染少的优点，所以是生物质能最有效最洁净的利用方法之一。
气化发电过程包括三个方面，一是生物质气化，把固体生物质转化为气体燃料；二是气体净化，气化出来的燃气都带有一定的杂质，包括灰份、焦炭和焦油等，需经过净化系统把杂质除去，以保证燃气发电设备的正常运行；三是燃气发电，利用燃气轮机或燃气内燃机进行发电，有的工艺为了提高发电效率，发电过程可以增加余热锅炉和蒸汽轮机。
生物质气化发电技术是生物质能利用中有别于其他可再生能源的独特方式，具有三个方面特点：一是技术有充分的灵活性，由于生物质气化发电可以采用内燃机，也可以采用燃气轮机，甚至结合余热锅炉和蒸汽发电系统，所以生物质气化发电可以根据规模的大小选用合适的发电设备，保证在任何规模下都有合理的发电效率。
这一技术的灵活性能很好地满足生物质分散利用的特点；二是具有较好的洁净性，生物质本身属可再生能源，可以有效地减少CO2、SO2等有害气体的排放。
而气化过程一般温度较低（大约在700-900oC），NOx 的生成量很少，所以能有效控制NOx的排放；三是经济性，生物质气化发电技术的灵活性，可以保证该技术在小规模下有效好的经济性，同时燃气发电过程简单，设备紧凑，也使生物质气化发电技术比其他可再生能源发电技术投资更小，所以总的来说，生物质气化发电技术是所有可再生能源技术中最经济的发电技术，综合的发电成本已接近小型常规能源的发电水平。
典型的生物质气化发电工艺流程如图1-1所示。
图1-1气化发电系统流程图生物质循环流化床气化发电装置主要由进料机构，燃气发生装置，燃气净化装置，燃气发电机组、控制装置及废水处理设备六部分组成：进料机构：进料机构采用螺旋加料器，动力设备是电磁调速电机。
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生物质气化工艺
一、引言
生物质气化是利用生物质作为原料，通过热化学反应将其转化为可燃气体的一种技术。
生物质气化工艺具有很高的应用价值，可以用于能源转换和化工原料生产等领域。
本文将重点介绍生物质气化工艺的原理、过程和应用。
二、生物质气化原理
生物质气化是一种热化学反应过程，其原理是将生物质物料在缺氧或氧化性较低的条件下进行热解，生成可燃气体（主要是一氧化碳、氢气和甲烷）和一些固体副产物（如焦炭和灰分）。
生物质气化的主要反应包括干燥、热解、气化和燃烧等过程。
三、生物质气化工艺过程
1. 干燥：生物质物料中含有一定的水分，在气化之前需要进行干燥处理。
干燥过程可以采用自然风干、热风干燥或气流干燥等方法，将生物质物料的水分含量降至一定水平。
2. 热解：在热解过程中，生物质物料在高温下分解，生成固体碳质产物（焦炭）、液体产物（木质素油）和气体产物（可燃气体）。
热解温度通常在400-800摄氏度之间。
3. 气化：热解产物在气化过程中进一步转化为可燃气体。
气化反应通常在800-1200摄氏度之间进行，需要提供适当的气化剂（如水
蒸气或二氧化碳）和催化剂（如镍基催化剂）。
4. 燃烧：气化产生的可燃气体可以用于发电、供热、炼化等用途。
在燃烧过程中，可燃气体与氧气反应，产生热能、水和二氧化碳等。
四、生物质气化工艺应用
1. 能源转换：生物质气化可以将生物质转化为可燃气体，用于发电、供热和燃料替代等能源转换领域。
生物质气化发电具有环境友好、资源丰富的特点，可以有效减少对传统能源的依赖。
2. 化工原料生产：生物质气化产生的可燃气体可以用于生产合成气、合成液体燃料和化学品等。
合成气可以作为化工原料，用于制备甲醇、乙醇、丙烯等化学品。
合成液体燃料可以替代传统石油燃料，用于交通运输和工业领域。
3. 生物质气化炼化：生物质气化可以与其他炼化技术结合，用于生产生物燃料、生物化学品和生物材料等。
生物质气化炼化技术可以充分利用生物质资源，实现能源和化工产品的可持续生产。
五、生物质气化工艺的挑战和展望
尽管生物质气化具有很大的潜力和应用前景，但仍面临一些挑战。
首先，生物质原料的种类和性质多样，气化条件和催化剂选择需要针对不同原料进行优化。
其次，气化过程中产生的固体副产物（如焦炭和灰分）对设备和环境造成了一定的影响，需要采取措施进行处理和利用。
此外，生物质气化工艺的经济性和可持续性也需要进一步提高。
展望未来，生物质气化技术将继续发展和完善，以适应能源转型和可持续发展的需求。
研究人员可以通过优化气化反应条件、改进催化剂性能和提高设备效率来提高生物质气化的经济性和能源利用效率。
此外，与其他能源技术（如太阳能和风能）的结合，可以进一步提高生物质气化的可持续性和环境友好性。
六、结论
生物质气化工艺是一种重要的能源转换技术，具有广阔的应用前景。
通过干燥、热解、气化和燃烧等过程，生物质可以转化为可燃气体，用于发电、供热和化工原料生产等领域。
未来，生物质气化技术将进一步发展和完善，以实现可持续能源的利用和环境保护的目标。