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加压气化

/pressured gasification/
最后更新 2022-01-20
浏览 154
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在一定压力和高温条件下,生物质与气化剂(空气、氧气、水蒸气、氢气等)发生热化学反应产生可燃性气体的方法。

英文名称
pressured gasification
所属学科
林业

加压气化时气化炉内压力通常为0.5~2.5兆帕,少数情况下可达5兆帕或更高。加压气化的气化装置可以是固定床,也可以是流化床或气流床。加压气化的生成气中可燃成分主要为氢气、甲烷、一氧化碳、烃类化合物等,在不同压力下各成分的比例略有不同。在气化炉内,随着压力的提高,气化产物中的甲烷等烃类组分增加,而氢气等小分子组分减少,生成气的热值也相应提高,同时气化产物的得率也有一定程度的增加。

加压气化在早期主要用于煤的气化,德国鲁奇煤和石油技术公司在1926年开发的一种加压移动床煤气化设备(鲁奇煤气化炉)主要将碎煤气化用于生产城市煤气,产气量5000~8000立方米/时。随着技术的进步,加压气化逐步应用于生物质的气化。1993年起,美国国家可再生能源实验室在夏威夷合作建设了一座生物质气化示范工厂,可气化蔗渣、木片、木屑等,采用鼓泡流化床气化炉,以氧气-水蒸气为气化剂,气化压力2.0兆帕,日处理生物质100吨。1995年,美国开始了海诺进程(Hynol Process)的研究,将生物质在800℃、3兆帕条件下气化转化为合成气(氢气为气化剂),用于合成醇醚燃料,并建设了加料量为23千克/时的中试示范装置。瑞典瓦玛莫(Vamamo)电站是世界上第一个以生物质作为燃料的生物质整体气化联合循环(BIGCC)发电站(于1996~2000年运行),该电站采用加压循环流化床,以空气为气化剂,气化压力为1.8兆帕,发电量6兆瓦,供热量9兆瓦,发电效率和总效率分别为32%和83%。

与常压气化相比,加压气化可以提高气化强度,增加单炉产量,减少带出物损失。由于压力的存在,使生成气的体积得到压缩,能够在保证相同滞留时间的情况下大幅度减小气化设备尺寸。同时加压气化产生的焦油少,可以有效减少对后续设备如内燃机、涡轮机等的污染。当加压气化产物用作合成气原料时,其自带的压力可以有效减少压缩机等的功耗。由于气化炉内压力较高,加压气化装置的构造、操作、维护等均较为复杂,设备加工制造难度也较高,高压条件下的加料及燃气过滤、净化等也较困难。

加压气化已普遍用于煤气化等领域,对生物质、污泥及其他废弃物与煤的混合物的联合气化则主要以研究为主,工程化应用还较少。

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