在使用工业废物作为氧气载体的流体床反应堆中对生物质化学循环气化的性能评估

科学领域:

• 化学工程是化学工程的重要组成部分.
• 材料科学 材料科学 材料科学
• 可再生能源可再生能源是可再生能源.

背景情况:

• 生物质气化是可再生能源的关键热化学转换过程.
• 炼厂渣为气化提供了一个潜在的低成本氧气载体.
• 优化氧载体性能对于高效的生物质转化至关重要.

研究的目的:

• 调查炼厂渣作为生物质化学循环气化 (BCLG) 中的氧气载体的有效性.
• 用松树林残留物评估关键操作参数对BCLG业绩的影响.
• 评估BCLG工艺的气体组成,工艺效率和经济可行性.

主要方法:

• 使用5千瓦的流化床反应堆进行生物质化学循环气化.
• 评估参数:反应堆温度 (800-900°C),氧载体与生物质的比率 (OCBR, 4:1-15:1) 和蒸汽作为气化介质.
• 使用XRD,BET和SEM-EDS分析来表征氧载体.

主要成果:

• 在850°C确定最佳条件,OCBR为10:1,蒸汽与生物质比为1.4.
• 实现了1.24Nm3/kg生物质的产品气体产量,其组成为38.87%的H2,19.65%的CO,34.48%的CO2和6.61%的CH4.
• 报告的碳转化效率为77.85%,冷气效率为58.70%.

结论:

• 添加蒸汽显著提高了煤炭转化和BCLG的整体效率.
• 炼厂废渣表现出稳定的反应性和有限的烧结,使其成为一个可行的氧气载体.
• 使用炼厂渣的BCLG工艺显示了燃料生产的经济潜力.