1 MW_th叠式–快速双联流化床生物质吸附增强气化实验研究

摘要

本研究基于新型1 MW_th叠式–快速双流化床中试系统，开展了钙循环吸附增强的生物质气化制氢与CO₂捕集实验.该系统集成下置鼓泡流化床气化炉与上置提升管反应器，以白云石为钙基吸收剂，具备双床耦合、多流态化状态和反应温度协同可调、运行灵活的优点.实验重点考察了提升管温度与固体循环通量对气体产物组成、氢气产率、冷煤气效率、碳转化率及CO₂捕集率的影响.热态实验结果表明，鼓泡床内床料堆积形成的压差，是保障系统物料稳定循环的主要因素.当固体循环通量稳定在15 kg·m^–2·s^–1左右时，可以通过床料进行热量传递实现各反应器的稳定升温.提升管温度从800℃提升至850℃后，氢气产量最高达到0.38 m3·kg^–1，气体中氢气体积分数为59.1%，冷煤气效率为50.2%，碳转化率为60.8%,CO₂捕集效率达78.8%.该结果表明提升管高温有利于促进甲烷重整、焦油裂解及CO₂捕集.此外，提高固体循环通量可进一步增加氢气浓度与产率，并提升CO₂捕集效率.本研究为生物质钙基吸附增强气化与焦油裂解强化技术的工业化推广提供了可靠的实验验证.

关键词

双流化床 / 生物质 / 钙循环 / 二氧化碳捕集 / 吸附增强气化

基金资助

国家自然科学基金资助项目(52376101); 江苏省创新能力建设计划资助项目(BM2019001)