光-电-气互补生物质/城市生活垃圾循环流化床气化制化工原

本团队将同时利用模拟和实验的研究手段，从反应器设计到实验实现全程进行设计。本团队利用固定床反应器通过改变生物质、生活垃圾及混合生物质-生活垃圾的热解温度、升温速率和停留时间得到最佳热解成焦条件；通过改变气化温度及水蒸气流量得到最佳气化条件。并尝试通过改变上述工艺条件得到热值最高、对应费托合成目标化学产品的H:C比或最高氢气产量的产品气。通过固定床反应器参数计算出所需太阳能、电能或合成气燃烧所需热量，用于设计热态循环流化床反应器。建立冷态循环流化床，通过调控气体流量、颗粒粒径及流化床直径等参数，得到适宜的气速和颗粒停留时间，同时利用 MFiX、Fluent 等流体模拟软件模拟计算循环流化床中颗粒的传热传质等特性。利用冷态循环流化床参数、流体模拟计算软件计算参数及固定床反应器参数搭建热态循环流化床反应器进行实验。

【产品性能优势】该项目实现了利用生物质、生活垃圾进行气化得到能源及化工原料的效果，整个系统可以用于工业大规模生产。主要关键技术如下: 1.该系统将光-电-气互补耦合至循环流化床上，通过太阳能这种可再生能源弥补能耗过大的问题，且可以利用燃烧产品气和电加热解决太阳能不稳定的问题。 2.生物质热解产生的生物质半焦由于其具有多孔结构，有利于吸附焦油，且本身含有碱金属及碱土金属，可作为焦油催化裂解的催化剂，因此可利用生物质热解形成的生物制半焦增加产品气产量，减少焦油含量，此外生物质热解过程在循环流化床下段发生，利用了上段流化床床料的余热，增加了整体的能量利用率。 3.本课题组在气固两相模拟这一领域已经进行了深入的研究，因此可以利用介尺度气固两相数值模拟为优化反应器结构提供参考。