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生物质固废甲烷化技术研究进展
文献摘要：
生物质是一种可再生能源,将其作为固体燃料甲烷化,可以减少对煤炭等化石燃料的依赖,也成为能源消费结构调整中天然气生成的重要途径.生物质固废甲烷化主要有三种途径:生物化学转化途径(厌氧消化)、热化学转化途径甲烷化以及结合化学链气化技术的化学链甲烷化.厌氧消化工艺使用微生物细菌将生物质固废转为小分子生物,过程中可产生沼气,沼气主要由50％～70％的甲烷和30％～50％的二氧化碳组成,目前从单段消化池发展到多段多批次消化系统.重点介绍了 7种工艺流程,包括Waasa工艺、Dranco工艺、Valorga工艺、Kompogas工艺、顺序分批厌氧堆肥(SEBAC)工艺、厌氧相态固体(APS)消化工艺及久保田一体式厌氧膜生物反应器(KSAMBR)工艺,其中KSAMBR是近十年来发展起来的一种新型工艺,其浸没式膜可保留产甲烷菌,过滤可溶解的甲烷发酵抑制剂,工艺过程稳定、蒸煮器的容积小.气化结合甲烷化工艺将气化炉和甲烷化反应器前后连接,结合去除硫化物、氯化物、焦油和固体灰等净化过程,最终获得合成天然气.介绍了荷兰能源技术中心(ECN)生物质制天然气工艺、德国太阳能氢气研究中心(ZSW)工艺、瑞士保罗谢勒研究所(PSI)工艺等3种工艺流程.其中,ECN生物质制天然气工艺800 kW的中试规模装置,处理量约160 kg/h;ZSW工艺多管式反应器采用镍基催化剂,通过熔盐多管热交换手段保持反应器整体温度在500℃左右,可获得含量为81.9％的甲烷气体;PSI工艺采用快速内循环流化床,气化反应温度为850℃,出口气体中CH4含量以干气体计约为9％.化学链甲烷化工艺将CaO吸附CO2的过程加入到气化过程中,免去后续去除CO2工艺,提高了 H/C比,从而简化甲烷化的后处理过程.基于CaO循环的化学链甲烷化不仅可以吸收甲烷化反应中的热量,同时对生产过程的CO2进行封存,将实现碳的负平衡.该技术有望在资源化利用生物质固废方面实现大规模应用.研究成果为生物质固废甲烷化技术的工艺选择和设计提供参考.
文献关键词：
生物质;厌氧消化;气化;甲烷化;化学链
中图分类号：
作者姓名：
陈德露;安风霞;邵旦洋;王晓佳
作者机构：
东南大学能源热转换及其过程测控教育部重点实验室,江苏南京 210096;国家能源集团科学技术研究院有限公司,江苏南京 210023
文献出处：
引用格式：
[1]陈德露;安风霞;邵旦洋;王晓佳-.生物质固废甲烷化技术研究进展)[J].电力科技与环保,2022(03):184-194
A类：
Waasa,Dranco,Valorga,Kompogas,SEBAC,KSAMBR,ZSW
B类：
生物质,固废,甲烷化,可再生能源,固体燃料,化石燃料,能源消费结构,中天,生物化学,转化途径,厌氧消化,热化学转化,化学链气化,气化技术,小分子,沼气,多段,多批,消化系统,分批,堆肥,相态,APS,久保田,一体式,厌氧膜生物反应器,新型工艺,浸没式,产甲烷菌,可溶解,工艺过程,蒸煮,气化炉,除硫,硫化物,氯化物,焦油,合成天然气,荷兰,能源技术,ECN,氢气,瑞士,保罗,PSI,kW,中试,处理量,多管,管式反应器,镍基催化剂,熔盐,热交换,换手,内循环,循环流化床,气化反应,反应温度,出口气,CH4,干气,CaO,免去,封存,资源化利用,利用生物,工艺选择
AB值：
0.315159
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