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認(rèn)證信息

認(rèn)證類型：個(gè)人認(rèn)證

認(rèn)證主體：劉**（實(shí)名認(rèn)證）

IP屬地：上海

IP屬地：上海 上傳時(shí)間：2022-09-17 格式：DOC 頁(yè)數(shù)：5 大?。?7.50KB 積分：18 舉報(bào) 版權(quán)申訴

1、試論秸稈氣制備合成天燃?xì)庑鹿に囌和ㄟ^秸稈氣合成天然氣新工藝解決了秸稈氣熱值低的難題。在工業(yè)規(guī)模的消費(fèi)試驗(yàn)條件下，以鎳系催化劑兩段催化合成法，采用常規(guī)變壓吸附方法，將秸稈氣的熱值由普通秸稈氣的2000kal/n3進(jìn)步到8000kal/n3以上。使出口氣體到達(dá)城市燃?xì)鈽?biāo)準(zhǔn)，可將利用秸稈氣為原料催化合成、凈化別離處理后的合成氣并入到城市管網(wǎng)作為天燃?xì)馐褂?。該工藝還可副產(chǎn)大量蒸汽、熱水可供生活使用。關(guān)鍵詞：秸稈氣催化合成高熱值天燃?xì)饨斩挌馐侵笇⒂衩仔?、棉柴、玉米秸、麥秸等干秸稈粉碎后作為原料，?jīng)過氣化設(shè)備(氣化爐)熱解、氧化和復(fù)原反響轉(zhuǎn)化成可燃?xì)怏w，經(jīng)凈化、除塵、冷卻、儲(chǔ)存加壓，再通過輸配系統(tǒng)送往

2、用戶，用作燃料或消費(fèi)動(dòng)力。秸稈氣化集中供氣工程一般以自然村為單元，供氣規(guī)模從數(shù)十戶至數(shù)百戶不等。供氣半徑在1k以內(nèi)。秸稈燃?xì)庖殉蔀槔^天然氣、管道煤氣、液化氣、沼氣后，又一種清潔無污染的農(nóng)村新能源。秸稈氣化技術(shù)的推廣應(yīng)用對(duì)于增加農(nóng)村能源供給，改變農(nóng)村炊事構(gòu)造，改善農(nóng)村衛(wèi)生條件，減輕環(huán)境污染，構(gòu)建節(jié)約型社會(huì)和社會(huì)主義新農(nóng)村具有重大意義。由于采用不同的氣化工藝、不同的原料、得到的秸稈氣成份略有不同，典型秸稈氣組成如下表1：表1秸稈氣組成因?yàn)榻斩挌庵械碾s質(zhì)是多樣的、復(fù)雜的，所以也不可能使用單一的方法來凈化秸稈。通常是幾種凈化方法組合在一起使用的。凈化秸稈氣的主要目的是除去灰分、炭顆粒、水分、焦油及冷卻

3、，所采用的技術(shù)也是針對(duì)這些方面。目前應(yīng)用最多的、技術(shù)較成熟的秸稈氣氣化工藝是以空氣為氣化劑對(duì)秸稈進(jìn)展氣化。這種秸稈氣最主要的特點(diǎn)就是含氮?dú)馀c二氧化碳的比例較高，因此熱值也就偏低。因此，普通的秸稈氣經(jīng)過簡(jiǎn)單的處理除塵、除焦、脫硫后就直接使用，包括百姓家里飲食煮飯、直接燃燒發(fā)電、供熱取曖、化學(xué)品合成等。假如把秸稈氣做為燃?xì)庵苯尤紵?，不但熱值低、用氣量大、而且其組分中含有大量一氧化碳、氫氣等有毒、易燃易爆危險(xiǎn)氣體，無論是儲(chǔ)存還是使用都存在一定的平安隱患。為此，四川亞連科技有限責(zé)任公司在多年從事催化劑、吸附劑、生物質(zhì)沼氣濃縮天然氣研究1及工業(yè)應(yīng)用的根底上，開發(fā)了以鎳系催化劑兩段催化合成法，采用常規(guī)變壓

4、吸附方法，將秸稈氣的熱值由普通秸稈氣的2000kal/n3進(jìn)步到8000kal/n3以上。使出口氣體到達(dá)城市燃?xì)鈽?biāo)準(zhǔn)，可將該利用秸稈氣為原料催化合成、凈化別離處理后的合成氣并入到城市管網(wǎng)作為天燃?xì)馐褂?，從消費(fèi)工藝道路上根本解決秸稈氣熱值低的問題和通過高效催化合成技術(shù)進(jìn)步消費(fèi)效率。1實(shí)驗(yàn)材料與方法1.1催化劑催化劑是以-al23和少量ti2作為載體、以ni與la23為助催化劑，其質(zhì)量成分為：al236575%，ti248%，ni1525%，la231.05%，r2315%采用如下方法制得：載體的制備：將al23和ti2按照一定的比例混合均勻，然后在1300條件下煅燒45小時(shí)，然后滾壓成圓球；活性

5、組分負(fù)載：將活性組分鎳，助劑鑭與鉻以離子態(tài)的形式存在于硝酸溶液中，加熱至6070，然后將過程的載體放入到溶液中浸漬0.51.5小時(shí)，使活性組分與助劑負(fù)載于載體之上，得初產(chǎn)品；催化劑的燒制：將制得的初產(chǎn)品在110130條件下枯燥4-5小時(shí)，然后在600-650條件下煅燒4-5小時(shí)即得。1.2秸稈氣制備合成天然氣條件實(shí)驗(yàn)在400n3/h的工業(yè)規(guī)模中進(jìn)展，流程簡(jiǎn)要說明見圖1。由儲(chǔ)氣柜送過來的秸稈氣經(jīng)過壓縮機(jī)加壓后，通過預(yù)熱器加熱到一定溫度進(jìn)入催化合成器，催化合成器內(nèi)裝有實(shí)驗(yàn)催化劑，經(jīng)過催化劑作用后，秸稈氣中的氫氣與一氧化碳轉(zhuǎn)化合成為甲烷氣體，溫度進(jìn)一步升高后輸出催化合成器，經(jīng)過冷凝器將氣體冷凝到常溫

6、后進(jìn)入氣液別離器，將秸稈氣中原有的水分以及催化合成過程中產(chǎn)生的水分在氣液別離器中別離除去，氣體局部進(jìn)入到吸附凈化器，吸附凈化器的作用是別離除去轉(zhuǎn)化氣體中的二氧化碳?xì)怏w及少量一氧化碳?xì)怏w與原秸稈氣中帶有的少量氮?dú)?，最后得到甲烷濃度?7%以上的合成天然氣。1.3試驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表2壓縮機(jī)前秸稈氣參數(shù)表3催化合成器前的秸稈氣參數(shù)表4催化合成后的秸稈氣參數(shù)表5吸附凈化后秸稈氣參數(shù)2數(shù)據(jù)分析與討論2.1整個(gè)催化合成過程溫度的影響首先，在觸媒的作用下，發(fā)生了以下反響過程：+3h2h4+h2汽h0298=+206.14kj/l12+4h2h4+2h2汽h0298=+163.08kj/l2+h22+h2h029

7、8=+41.05kj/l3h4=+2h2h0298=-75kj/l4由反響式可以看出：1和3反響是需要的反響，2和4為副反響，通過催化合成反響前、后的數(shù)據(jù)比照可以看出，原料氣中的氫氣根本上都參與了反響，通過前后數(shù)據(jù)的比照不難看出整個(gè)反響過程中主要發(fā)生的是1過程。2.2整個(gè)秸稈氣處理過程的時(shí)間從圖1可以看出，整個(gè)秸稈氣處理包括從原料秸稈氣進(jìn)入壓縮機(jī)升壓、再到預(yù)熱器加熱、催化合成器轉(zhuǎn)化、冷凝器降溫、分液別離和吸附凈化等過程，不包括秸稈的氣化過程，假如是加上秸稈的氣化時(shí)間與氣化后氣體的預(yù)處理降溫、除塵、除焦等，總共需要數(shù)分鐘左右的時(shí)間。2.3影響產(chǎn)品質(zhì)量與收率的因素影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素是吸附凈化過

8、程，該過程主要是利用變壓吸附手段除去氣體中的二氧化碳、一氧化碳、氧氣和氮?dú)獾入s質(zhì)氣體，其原理是利用不同吸附劑對(duì)于兩個(gè)物質(zhì)在不同壓力下吸附才能的不一樣來進(jìn)展別離，針對(duì)雜質(zhì)成份的多少與類別會(huì)選擇多種不同的吸附劑進(jìn)展裝填，以到達(dá)更好的別離效果，節(jié)約投資，降低本錢的目的。影響產(chǎn)品收率的因素較多，因最終需要的產(chǎn)品是甲烷，所以其主要影響收率的因素分為以下三點(diǎn)：是秸稈氣化過程中的甲烷含量，不同的氣化工藝、不用的原料其成分都有所差異，甲烷濃度一般小于20%，假如在秸稈氣化過程中甲烷濃度能盡量進(jìn)步的話，在后續(xù)整個(gè)處理過程中損失的甲烷就越少，相對(duì)收率增加。是在催化合成過程中，催化劑的選擇上，盡可能選擇甲烷選擇率高

9、、轉(zhuǎn)化率高、耐高溫的催化劑，可有效利用氫氣、一氧化碳催化合成甲烷，進(jìn)步甲烷收率。選擇別離系統(tǒng)較高的吸附劑有增加產(chǎn)品收率。2.4與傳統(tǒng)工藝的比擬目前，在秸稈氣利用技術(shù)領(lǐng)域還沒有人將秸稈氣合成天然氣使用，通常是將氣化爐出來的秸稈氣簡(jiǎn)單處理后直接使用，如燃燒、發(fā)電、供熱、合成等。就秸稈的甲烷化技術(shù)也沒有人采用本工藝道路，利用催化劑合成的方式來進(jìn)步秸稈氣中甲烷含量。傳統(tǒng)工藝有如下幾種：一將秸稈在氣化爐中直接氣化后得到主要含一氧化碳、二氧化碳、甲烷與氫氣的混合氣體，一氧化碳與氫氣的熱值大概在3000kal/n3左右，加上甲烷其混合氣體的熱值在2000kal/n3左右；二是將秸稈經(jīng)過酸化處理后制成甲烷反響

10、堆，其原理是利用甲烷厭氧菌在厭氣條件下消費(fèi)甲烷氣體。本工藝是將氣化爐中氣化后的混合氣體作進(jìn)一步處理，最后得到甲烷濃度大于97%的合成天燃?xì)猓x擇將氣化后的混合氣來處理主要原因是氣化時(shí)間短，氣化后的混合氣中有合成甲烷所需的一氧化碳與氫氣。利用甲烷菌厭氧消費(fèi)甲烷氣體雖然一次性產(chǎn)出的甲烷濃度高40%60%，但是對(duì)于秸稈的預(yù)處理過程較復(fù)雜，厭氧過程時(shí)間長(zhǎng)，后續(xù)還要增加污水的相應(yīng)處理，設(shè)備多，投資較大。3結(jié)論通過工程中試運(yùn)行過程中。得到如下結(jié)論：3.1徹底解決了傳統(tǒng)的秸稈氣熱值低的問題，傳統(tǒng)秸稈氣熱值在10002000kl/n3左右，采用本技術(shù)后可將秸稈氣的熱值進(jìn)步到8000kal左右；3.2傳統(tǒng)的秸稈

11、消費(fèi)甲烷多采用生物甲烷菌利用厭氧發(fā)酵產(chǎn)生甲烷，對(duì)甲烷菌種控制要求嚴(yán)格，且最重要的一點(diǎn)是反響時(shí)間過長(zhǎng)從原料處理到產(chǎn)出甲烷氣體需要數(shù)十個(gè)小時(shí)，采用本技術(shù)在短短數(shù)分鐘內(nèi)即可產(chǎn)出甲烷氣體；3.3本工藝可處理秸稈氣集中供給站的低熱值秸稈氣，本質(zhì)是將整個(gè)技術(shù)裝置做成撬裝挪動(dòng)形式，到較分散的集中供氣站處理秸稈氣，處理后的產(chǎn)品氣合成天燃?xì)饩徒鼉?chǔ)存，或直接并入城市管網(wǎng)使用；3.4本工藝徹底改變了傳統(tǒng)利用生物消費(fèi)甲烷的方法，利用催化劑在轉(zhuǎn)化器內(nèi)催化合成甲烷氣體，不但反響時(shí)間短，而且利用反響放出的熱能還可以副產(chǎn)大量蒸汽；3.5本工藝針對(duì)較大規(guī)模的有固定來源秸稈氣處理裝置，有效利用副產(chǎn)的蒸汽建立熱電聯(lián)產(chǎn)，合理有交利用資源；3.6經(jīng)過本技術(shù)處理后的產(chǎn)品氣可替代民用天然氣并