生物质化学链气化(biomass chemical looping gasification,BCLG)是一种新型生物质气化技术,具有高效、内分离CO_(2)、低NO_(x)等优点,为实现生物质的能源化利用以及提高目标合成气产物提供了一条切实有效的途径.本文总结了生物质化学...生物质化学链气化(biomass chemical looping gasification,BCLG)是一种新型生物质气化技术,具有高效、内分离CO_(2)、低NO_(x)等优点,为实现生物质的能源化利用以及提高目标合成气产物提供了一条切实有效的途径.本文总结了生物质化学链气化技术的基本反应原理和工艺参数指标,重点阐述了生物质成分对BCLG过程的影响、BCLG中载氧体的类型和性能优化措施,以及反应装置的分类及化学链气化过程中晶格氧迁移循环与能量传递间的关系.通过以上几方面的叙述,梳理总结BCLG工艺的全过程并分析当前相关研究的侧重方向和不足之处,并对未来的化学链气化相关研究方向进行了展望.展开更多
在面向“双碳”目标的废弃物资源化利用进程中,废塑料气化合成气因其富碳氢特性与负碳潜力成为新兴技术焦点。相比于传统焚烧或填埋导致碳资源耗散与二次污染,气化技术将聚烯烃类废弃物定向转化为高纯度合成气,具备低污染、经济效益高...在面向“双碳”目标的废弃物资源化利用进程中,废塑料气化合成气因其富碳氢特性与负碳潜力成为新兴技术焦点。相比于传统焚烧或填埋导致碳资源耗散与二次污染,气化技术将聚烯烃类废弃物定向转化为高纯度合成气,具备低污染、经济效益高、灵活性强等优势,为废弃物高值化利用与绿氢联产提供了关键路径,在实现资源循环和减少环境污染方面有着显著效应。针对常规气化产物气品质不高、催化剂易失活等问题,提出了废塑料分级热解–化学链气化(Staged Chemical Looping Gasification,SCLG)工艺,采用溶胶凝胶法合成的典型钙钛矿LaFeO_(3)载氧体,在固定床反应系统上开展了聚丙烯气化试验研究,考察热解温度、气化温度、LaFeO_(3)(OC)与聚丙烯(PP)质量比对LaFeO_(3)载氧体气化性能的影响机理。该工艺将原料和载氧体分离,能有效避免传统一段式气化工艺中催化剂易被固体残渣、焦炭和焦油污染问题,此外分级反应充分发挥了载氧体的部分氧化能力和还原金属的催化裂解能力,有效提高了合成气的产率和品质。结果表明:热解温度对气化效果的影响较小,而适当提升气化温度效果显著,合适的m(OC):m(PP)能较好地平衡氧化重整和催化裂解两步反应,具备较好的气化效果。在600℃热解温度、850℃气化温度以及m(OC):m(PP)为1:1的反应条件下具有最佳的气化效果,此时合成气产率为.143 mmol/g,碳转化率达82%,CO选择性为80%,并具有较好的循环稳定性。为废塑料资源化及高效稳定气化技术的规模化发展提供了指导。展开更多
文摘生物质化学链气化(biomass chemical looping gasification,BCLG)是一种新型生物质气化技术,具有高效、内分离CO_(2)、低NO_(x)等优点,为实现生物质的能源化利用以及提高目标合成气产物提供了一条切实有效的途径.本文总结了生物质化学链气化技术的基本反应原理和工艺参数指标,重点阐述了生物质成分对BCLG过程的影响、BCLG中载氧体的类型和性能优化措施,以及反应装置的分类及化学链气化过程中晶格氧迁移循环与能量传递间的关系.通过以上几方面的叙述,梳理总结BCLG工艺的全过程并分析当前相关研究的侧重方向和不足之处,并对未来的化学链气化相关研究方向进行了展望.
文摘化学链燃烧技术是一种基于固体载氧体颗粒的新型无焰燃烧技术,对于助力碳减排具有重要意义。载氧体颗粒的寿命制约着该技术的进一步应用。文中针对载氧体颗粒的碰撞磨损问题,采用计算流体力学-离散元法(computational fluid dynamics-discrete element method,CFD-DEM)双向耦合数值计算法,建立非规则载氧体颗粒模型,从颗粒速度场、碰撞频率场及碰撞功率场三方面,探究冷态流化床内载氧体颗粒的运动状态、分布特征及碰撞情况。结果表明,冷态流化床内载氧体颗粒呈现上下无序周期性运动,单周期内流化床空间上出现颗粒密相区与稀相区。其中,稀相区颗粒速度大而碰撞频率小,颗粒具有高动能与高重力势能;密相区内颗粒速度小而碰撞频率高,最大碰撞频率对应的颗粒多为大粒径、较小长径比,且颗粒能量低;颗粒最易磨损区即碰撞最大功率区(最大7.8×10^(−8)W)位于颗粒密相区与稀相区的交界面,颗粒碰撞磨损能量由颗粒动能与重力势能累积提供。研究结果揭示了冷态流化床内载氧体颗粒的碰撞磨损机制。
文摘在面向“双碳”目标的废弃物资源化利用进程中,废塑料气化合成气因其富碳氢特性与负碳潜力成为新兴技术焦点。相比于传统焚烧或填埋导致碳资源耗散与二次污染,气化技术将聚烯烃类废弃物定向转化为高纯度合成气,具备低污染、经济效益高、灵活性强等优势,为废弃物高值化利用与绿氢联产提供了关键路径,在实现资源循环和减少环境污染方面有着显著效应。针对常规气化产物气品质不高、催化剂易失活等问题,提出了废塑料分级热解–化学链气化(Staged Chemical Looping Gasification,SCLG)工艺,采用溶胶凝胶法合成的典型钙钛矿LaFeO_(3)载氧体,在固定床反应系统上开展了聚丙烯气化试验研究,考察热解温度、气化温度、LaFeO_(3)(OC)与聚丙烯(PP)质量比对LaFeO_(3)载氧体气化性能的影响机理。该工艺将原料和载氧体分离,能有效避免传统一段式气化工艺中催化剂易被固体残渣、焦炭和焦油污染问题,此外分级反应充分发挥了载氧体的部分氧化能力和还原金属的催化裂解能力,有效提高了合成气的产率和品质。结果表明:热解温度对气化效果的影响较小,而适当提升气化温度效果显著,合适的m(OC):m(PP)能较好地平衡氧化重整和催化裂解两步反应,具备较好的气化效果。在600℃热解温度、850℃气化温度以及m(OC):m(PP)为1:1的反应条件下具有最佳的气化效果,此时合成气产率为.143 mmol/g,碳转化率达82%,CO选择性为80%,并具有较好的循环稳定性。为废塑料资源化及高效稳定气化技术的规模化发展提供了指导。
