生物质气化发电技术讲座_3_生物质焦油裂解技术.pdf

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1、技术讲座4565781955654:;6??@ABC8DDE生物质气化发电技术讲座（!）生物质焦油裂解技术吴创之（中科院广州能源研究所，广东广州$’""("）-./012*!’+,-.+’’/!0345678139:12’+(’2$!)!;!""0<"02""$32"3!!"#$%&’(烃，其中含量大于$%的大约有(种，即苯、萘、甲生物质气化的目标是得到尽可能多的可燃苯、二甲苯、苯乙烯、酚、茚，其它成分含量一般都气体产物。但在气化过程中，焦炭和焦油都是不可避免的副产物。焦油在高温时呈气态，与可燃气体完全混合

2、，而在低温（一般低于!""#）时凝结为液态。对于燃气需要降温利用的情况（如燃气用于内燃机发电时），焦油的分离问题显得尤为重要。焦油的存在对生物质气化及其利用会产生不利的影响。首先它降低了气化炉气化效率，气化气中焦油产物的能量一般占总能量的$%&.’!"#=>?@AB&C"/D’$%，这部分能量在低温时难以与可燃气体一道小于$%，而且在高温下很多成分会被分解。所以被利用，大部分被浪费；其次焦油在低温时凝结随着温度的升高，焦油中的成分越来越少，因而在为液态，容易和水、焦炭等结合在一起，堵塞输气不同条件（温度、停留时间、加热速率）下，焦

3、油的管道，使气化设备运行发生困难。另外，凝结为细数量和各种成分的含量都是变化的，任何分析结小液滴的焦油难以燃尽，在燃烧时容易产生炭黑果只能针对于特定的条件而言。等颗粒，对燃气利用设备，如内燃机、燃气轮机等根据这些特点，在气化过程中应尽可能提高损害相当严重，这就大大降低了气化燃气的利用温度和气相停留时间，减少焦油的产量和种类，减价值。所以，针对气化过程产生的焦油，采取办法少气体净化的难度。把它转化为可燃气，既可提高气化炉气化效率，"!"#$%)*+,又可降低燃气中焦油的含量，提高可燃气体的利（’）!"#$%&’()用价值，对发展和推

4、广生物质气化发电技术具有尽管在生物质气化过程中采取各种措施控制决定性的意义。焦油的产生，但实际上气体中焦油的含量仍远远在生物质热转换中，焦油的数量主要决定于超出允许的标准，所以对气体中的焦油进行处理，转换温度和气相停留时间，与加热速率也密切相是有效利用燃气必不可少的过程，其中焦油的催关。对一般生物质而言，在$""#左右时焦油产化裂解是最有效、最先进的办法。以往简单的水洗物最多，高于或低于这一温度，焦油都相应减少或过滤等办法，只是把焦油从气体中分离出来，然（见图’）。而在同一温度下，气相停留时间越长，后作为废物排放，既浪费了焦油本身

5、的能量，又会意味着焦油裂解越充分，所以随着气相停留时间产生大量的污染。而焦油热裂解却可把焦油分解的增加，焦油产量会相应地减少。为永久性气体，与可燃气一起被利用。但焦油热裂焦油的成分非常复杂，可以分析到的成分有解需要很高的反应温度（’"""&’!""#），所以’""多种，另外还有很多成分难以确定，而主要成实现该反应比较困难。使用催化裂解催化剂，可以分不少于!"种，大部分是苯的衍生物及多环芳大大降低焦油裂解的温度（约($"&)""#），并提$3可再生能源1--%/%（总第.-0期）技术讲座高裂解的效率，使焦油在很短时间内裂解率达对气化

6、炉的设计有一定的指导意义。00*以上。白云石是到目前为止研究得最多和最成功的焦油裂解的最终产物与燃气的成分相似，所以催化剂，虽然各地白云石的成分略有不同，但都有焦油裂解对气化气体质量没有明显影响。对大部分催化作用，当白云石中"#"$%8&’"$%为.9./,焦油成分来说，水蒸汽在裂解过程中有关键的作时效果较好。白云石作为焦油裂解催化剂的主要用，因为它能和某些焦油成分发生反应，生成"$优点是催化效率高，成本低，所以具有很高的实用和31等气体，既可减少炭黑的产生，又提高可燃气价值。的产量。例如，萘在催化裂解时，发生下述反应：（%）)*

7、+!,-#./01".-324.-31$!.-"$4.531焦油催化裂解除要求合适的催化剂外，还必".-3241-31$!.-"$141531须有严格的工艺条件。影响催化效果的主要因素".-324.-31$!1"$45"$1463145"35有温度和接触时间，所以其工艺条件也是根据这由此可知，水蒸气非常有利于焦油裂解和可方面的要求来确定的。下面以白云石为例，分析这燃气体的产生。些工艺条件的特点。（1）催!"#$%&’(!温度：催化过程必须在适宜的温度下才能生物质焦油催化裂解原理与石油的催化裂进行，白云石对焦油的裂解在2--(以上即

8、有解相似，所以关于催化剂的选用可从石油工业中很高的裂解率，在0--(左右即可得到理想的得到启发。但由于焦油催化裂解的附加值小，其效果，这一温度和生物质气化的温度相近，所以成本要求很低才有实际意义。所以人们除利用石比较容易实现，这也是白云石被广泛使用