干燥/热解与半焦气化解耦的生物质气化特性

第9卷第4期过程工程学报V0l.9 No.42009年8月The Chinese Joumal of Process EngineeringAug. 2009干燥/热解与半焦气化解耦的生物质气化特性胡景辉”，汪印'，刘新华'， 蒋登高'， 许光文!(1.中国科学院过程工程研究所多相复杂系统国家重点实验室，北京100190; 2.郑州大学化学工程学院，河南郑州450001)摘要: 利用固定床上下两段反应器，以酒糟为气化燃料，对比分析了解耦气化与传统耦合气化的焦油产率、碳转化率和气化效率的差异.结果表明，在解耦气化热解温度550C、气化温度800C、耦合气化温度800C、燃料含水量40%(0)和气化剂中氧含量49%()的条件下，相对于传统的耦合气化，解耦气化焦油产率降低了35.3%， 气化效率、碳转化率和产气率分别提高4.0%, 18.4%和 20%.提高燃料含水量(0-80%, )、气化温度(800~-900 C)和气化剂中氧含量(4%~6%, ),解耦气化的焦油产率降幅、生成气中H2或c含量及燃料C转化率的增輻均比耦合气化高.关键词:解耦气化;生物质:酒糟:焦油重整;半焦催化中图分类号: TK6文献标识码: A文章编号: 1009 606X(2009)04 -0731-071前言化(Decoupling Gasification, DG)和耦合气化(CouplingGasification, CG)的反应特性，验证解除燃料干燥/热解普通的生物质空气气化过程中，干燥、热解、燃烧、与半焦气化、焦油重整反应之间耦合的解耦气化技术在焦油重整等物理变化和化学反应耦合在一起，造成生成降低焦油生成、利用燃料水分强化气化反应过程等方面燃气的热值仅4~6 MJ/Nm',焦油含量偏高，在0.5~150的优越性，并考察了气化温度和气化剂中氧含量对解耦g/Nm2之间"!.两段气化可有效减少焦油的生成2-7.气化与耦合气化的不同作用.为该工艺进一步的工程技Henriksen等4通过联合螺旋式热解炉和下行式半焦气术研究和应用提供基础.化炉，利用半焦的催化作用使气化气中焦油含量降低至2实验15 mgNm'; Wang 等P]通过在重整炉中燃烧部分来自热解炉的热解气形成高温反应区裂解和重整焦油，可使生2.1实验原料成气中的焦油含量降至0.5 gNm3' 以下.但两段气化生原料啤酒糟采自北京燕京啤酒厂，鲜糟首先在110成的燃气热值仍较低，与普通的一段气化接近.双床气C的恒温干燥箱中干燥3 h,然后自然冷却并置于密闭化(流化床耦合输送床)可以有效提高燃气热值，吴创之的容器中备用，其工业分析和元素分析如表1所示.等图指出双床气化可将燃烧与热解/气化反应过程分离，表1干酒糟的工业分析与元素分析有效避免了燃烧空气带入的Nz和燃烧生成的CO2对气Table 1 Proximate and ultimate analysis of dried beer lees化气的稀释,生成燃气的热值达10~15 MJNm'.但现Proximate analysis (%, 2 Ultimate analysis (%, w)(MIJkg)存的流化床气化操作温度通常在900"C以下间，造成燃79.90 3.93 16.17 48.74 6.73 4.58 38.95 14.68气中焦油含量在10~50 g/Nm'之间，使气化效率偏低.Note: 1) Lower heating value.而且, McKendryl0'指出，气化燃料含水量超过30%()实验用半焦的制备:依据解耦气化实验中要考察的时将造成点火困难和气化效率下降.酒糟含水量对干糟进行加湿并置于严密坩埚中，待热解为同时解决气化过程中焦油产率高、生成气热值较炉升至550C时，迅速将坩埚放入热解炉中，热解时间低、且对高水分燃料适应性差的问题，Xu等I"I提出 了与解耦气化时间相同(如30 min). 取出坩埚在空气中冷新型双床气化(解耦双床气化)工艺.与普通双床气化不却2~3min后放入干燥器中冷却至室温备用.同的是，此工艺在流化床反应器内增加隔板，将其分为2.2实验装置与仪器左右两室，使生物质干燥/热解与半焦气化、焦油重整反实验用反应器为双层石英反应器(图1), 由外反应应过程分离，且有效利用了燃料干燥产生的蒸汽作为反管(内径36 mm，高1380 mm)、内部上反应管(内径26应剂，获得低焦油、较高热值的气化气.为此，本工作mm，高815mm)、内部下反应管(内径26mm，高650使用具有上下两段的固定床反应装置研究模拟解耦气mm)、 内部上反应管上盖四部分组成为实现上、下内收稿日期: 2009 -03-31,修回日期: 2009-0-24基金项目:国家自然科学基金青年基金资助项目(编号: 20606034); 国家自然科学基金赞助项目(编号: 2076144)4作者简介:胡景辉(1982-). 男，河南省周口市人，硬士研究生，化学工艺专业:许光文，汪印，通讯联系人，TelFax: 010-62550075,E-mail: gwxu@home.ipe ac.cn, wangyin@home.ipe.c.cn.732过程工程学报第9卷1. Mass Mow controlle开。中2 Inner upper ube3. Inner lower lube向白Ar4. Plunger pump5. ThermocoupleCondensate fiter直6 Coenaele7. lmpinger bltles8. Wet volume gas meter强送..9,10. Dring btes11. Gasbag0012. Emited gas detector图1气化实验装置示意图Fig.1 Schematic diagram of the gasification experimental apparatus反应管的配合，在内部上反应管下端有-缩径;上、下间(如30 min)平均而确定.内反应管中均有- -厚度为3 mm的石英烧结板以支撑物耦合气化实验流程与解耦气化相似,不同的是只在料和分散气流，反应管组装过程中，内、外反应管及上上内反应管中放置与解耦气化实验相同量的干酒糟，且反应管上盖之间通过磨口密封，上、下内反应管可分别所需的空气与氮气都从上内反应管通入.从外反应管的两端取出，便于加料和冷却等操作.该上2.3.2分析方法下两段反应器采用双温区控温电炉加热.生成的可燃气热值(Lower Heating Value, LHV)仪器: Agilent 3000微型气相色谱仪(美国Agilent公(MJ/Nm)为单位体积生成气中的可燃气体成分，包括司)，ABB-AO2020烟气分析仪(德国ABB公司), DH-101H2, CO, CH4, C2H4, C2H6, CjH6, C;Hg的热值总和，按下型恒温千燥箱(.上海新苗医疗器械制造有限公司)，式计算:FA1104分析天平(上海天平仪器厂), HX-1050恒温水浴uhv = Zl(N/Nnm_)xLHV}(1)冷凝器(北京博医康实验仪器有限公司)，LMF-1 型湿式体积流量计(长春汽车滤清器有限责任公司)，自制热解基于气相色谱测得的气体各组分浓度，结合同时测炉、秒表等.量的从反应器释放的气体体积摩尔流率，按下式计算2.3实验方法0~1时间内转化为气体(不含H2O)的C及H元素转化率，2.3.1实验流程以1时刻C的转化率Xcr为例:解耦气化实验流程如图1所示，首先在上内反应管(2)中放置- -定量干酒糟(5 g),通入氮气(约1.943 NU/min)将反应管内的空气完全排净;下内反应管中放置与上内相应地，本工作定义产气率Yps为单位质量的酒糟反应管中所放酒糟在相同的热解条件下热解所得的半(干重)通过气化生成的不含O2 N2的气体总体积，气化焦(1.2 g),相当于把上段热解的半焦放到了下段，从而效率n为生成燃气的总热值占酒糟发热量的百分比，总实现气化反应的解耦.待电炉温度升至指定温度后(如碳转化率Xc为气化气中含C摩尔量占气化的酒糟中含上段温度550C,下段温度800"C),把通入下内反应管C摩尔量的百分比.中的氮气切换为空气(约0.457 NL/min),将上、下内反气体中焦油的收集方法:实验后，将冷凝器和所有应管从上、下2个方向同时插入外反应管中，解耦气化可能有冷凝物的连接管用丙酮溶液清洗3次以上，收集实验开始计时，上反应段进行燃料干燥/热解，热解气清洗液和洗气瓶中的丙酮溶液，在50C恒温干燥箱中(含水蒸汽)向下通过半焦层进行半焦气化和焦油重整反干燥至恒重，称量.称得的焦油量与纤维过滤器实验前应，气化生成气由下部排出，经恒温冷凝器冷凝、纤维后的质量差之和即定义为所产生的总焦油量，其除以被过滤器过滤、丙酮/水洗、硅胶干燥后一部分由气袋连续气化的酒糟质量即为焦油产率Yw收集，由微型气相色谱离线分析，另一部分通过旁路(反3结果与讨论应即将结束时经烟气分析仪监测后)排空.当烟气分析仪检测到的CO2含量为0.5%(q)时，结束气化反应实验.3.1解耦气化与耦合气化的对比酒糟含水量通过向干酒糟中连续注水模拟，由柱塞泵监图2和3比较了两种不同反应条件下的解耦气化与控注水流率，流率依据酒糟含水量、针对给定的反应时耦合气化的实验结果.解耦气化实验条件:上段热解温第4期胡景辉等:干燥/热解与半焦气化解耦的生物质气化特性733度5s0C,下段气化温度800C,气化剂中氧含量4%(O).半 焦气化与焦油/碳氢化合物重整反应，充分发挥了半焦耦合气化实验条件:上、 下反应段温度均为800C，气对重整反应的催化作用112,并利用千燥/热解所产水蒸化剂中氧含量49%(Q). 实验用酒糟的水分含量分别为汽作为反应剂，促进半焦气化及焦油/碳氢化合物重整反40%()[图2()和60%(@)[图2(b)].上段热解温度选择应:550"C的根据为:(1)实际操作过程中生物质热解通常发C,H.+nH2O→mC+(n+m/2H2,(3)生在500~600C; (2) 在低温热解条件下实现的效果较耦合气化具有优势(如生成的焦油更低)，能确保在高温从而降低焦油产率、增加单位质量燃料的产气率和气化热解条件下该结果成立.效率.图2还表明，解耦气化的生成气热值稍低，如从图2表明，解耦气化的焦油产率明显低于耦合气耦合气化的11.9 MJ/Nm3 降为解耦气化的10.3化，而气化效率、碳转化率和产气率比耦合气化都有一MINm2[图2()],实质上缘于图3所示2种气化方式在定程度的增加，针对含水量40%(a)的燃料[图2()]，单生成气组成上的差异.位质量酒糟的焦油产率由耦合气化的52.7 g/kg降低到图3表明，解耦气化由于使燃料干燥/热解的生成气解耦气化的34.1 gkg,气化效率、碳转化率、产气率则(含蒸汽)通过气化的半焦层，在促进焦油裂解生成小分分别由耦合气化的51.9%, 71.8%和0.65 Nm/kg增加至子可燃性 气体的同时，-部分大分子碳氢化合物也发生解耦气化的54.0%, 85.0%和0.78 Nm/kg.了裂解[式(3)],使C2H, C2H6, CjH6, C3H浓度明显降低，解耦气化由于分离了燃料干燥/热解与半焦气化，而H, co含量则大幅增加.热解和燃烧反应生成的CO2使干燥/热解|的生成气通过半焦层,在半焦层中同时发生参 与半焦气化反应[式()],使其摩尔分率较耦合气化低.6C(间) Hp 40%(@) tuol()H,O 60%(a)in he30-845易t 600卜30-5t15LHV_ Y___ nX。Y_LHV_Y_力xGasification parameterGasifcation parameter图2解耦与耦合气化的焦油产率、气体热值、产气率、气化效率和碳转化率的比较Fig.2 Comparison of tar yield, LHV of produced gas, gas yield, gasification eficiency and carbo conversionrate between decoupling gasification (DG) and coupling gasification (CG) processes45-(细)HO 40%() in fuel(D)H2O 60%/()>) in fuel15-HCH,CoCO2 CH.+2oCO2C.HmGas species图3解耦与耦合气化生成气组成比较Fig.3 Comparison of produced gas compositins between decoupling and coupling gasification processes734过程工程学报第9卷CO,+C→2C0.4)解耦气化由于分离了燃料干燥/热解与半焦气化，另一方面，耦合气化也必然首先发生燃料热解反干燥/热解产生的水蒸汽被充分用作焦油重整与半焦气应，表明在800C的耦合气化温度时仍可能产生较多的化的反应剂，含水量增加促进了焦油重整反应[式(3)]，碳氢化合物.因此，如果CH4在其通过800"C的气化半从而降低焦油产率，证明解耦气化可有效利用燃料水分焦层时难以裂解和重整，图3解耦气化的低CH4生成可降低焦油产率同时，解耦气化中半焦层对焦油裂解的能与其低热解温度(550"C)有关.对应这种组成特性，解催化作用使生成气中的焦油含量进一步降低3图4还耦气化生成气由于其高CO和H2、低C,Hm浓度而具有表明，燃料水分由0增至40%(@)时，解耦气化的焦油较低的热值.产率减少幅度最大，从42.7 gkg降到34.1 gkg,降輻图2, 3中针对燃料含水量60%(o)的实验[图2(b)，达20.1%;水分含量进-一步增加，焦油产率的降低相对3(b)]揭示了相同的结果，进一步证明了前述解耦与耦合变弱，如从水分40%(@)时的34.1 gkg降到水分60%(@)气化的效果.时的31.8 gkg,降幅仅为6.7%.考虑到水蒸汽用量增加3.2气化条件的影响会降低气化系统的热效率叫,解耦气化适宜的水蒸汽用气化过程水蒸汽量、反应温度和气化剂中氧含量对量(包括燃料自身的水分)应为燃料量的40%(0)左右.解耦气化与耦合气化有不同的作用.在上述实验条件下，图5比较了燃料水分含量由03.2.1水蒸汽增至40%(o)时解耦气化与耦合气化的H2含量和C转化燃料中水分在干燥/热解阶段蒸发转变为水蒸汽，率,其中数据上方的百分数代表对应参数的相对变化率.在解耦气化中这部分水蒸汽可作为气化剂参与反应[式可见，两种情形下水含量对气化行为的影响趋势相同，(3)].因此，有必要研究燃料含水量对气化过程的影响.但解耦气化时的变化幅度更大.如解耦气化生成气中本工作利用连续注水方式模拟连续气化中由燃料干燥/H2含量和C转化率增幅分别达17.8%和9.1%，高于耦热解产生的水蒸汽量.图4比较了燃料含水量0~80%(0)合气化的4.4%和2.6%.该结果进一步证明， 解耦气化的解耦与耦合气化2种情形下的焦油产率，其中解耦气利用燃料水分 强化焦油重整[式3)]和促进半焦气化[式化的上段热解温度550'C、下段气化温度800C、气化(5)的能力比耦合 气化强.剂中氧含量4%(q),而耦合气化中上、下反应段温度均C+H2O→CO+H,(5)为800C，气化剂中的氧含量相同([4%()].15-my0(%,2)-1009.1%558840-7550官1045+D40-253503DG CG DGGasification method图5解耦与耦合气化的生成气中H2含量和C转化率Water content in the fuel, myo (%, 0)随燃料水分含量的变化图4解耦与耦合气化中燃料水分对焦油产率的影响Fig.5 Variations of H2 content in produced gas and carbonFig.4 Effects of water content in the fuel on tar yield inconversion rate with water content in the fuel fordecoupling and coupling gasifcation processesdecoupling and coupling gasification processes由图4可看出，可利用燃料水分作为气化剂的解耦3.2.2温度和氧含量气化(DG)的焦油产率随燃料含水量的增加明显降低，即固定燃料水分含量40%(a),在解耦气化上段热解由42.7 gkg降到28.0 gkg,降幅达34.4%.而耦合气化温度550C、气化剂中氧含量均为4%(p)的条件下比较(CG)时燃料水分的作用很小，在水分0~80%(0)范围 内了不同气化温度(800~900"C)对解耦气化与耦合气化焦耦合气化的焦油产率由52.9 gkg降到45.0 g/kg,降幅油产率的影响[图6(a)], 并在解耦气化上段热解温度仅14.9%.550C、下段气化温度800C、 耦合气化上、下反应段第4期胡景辉等:干燥/热解与半焦气化解耦的生物质气化特性735温度均为800C条件下比较了气化剂中氧含量(4%~ 6%,焦油产率从34.1 gkg降低到25.2 gkg,降幅达26.0%;中)对解耦气化与耦合气化的焦油产率的影响[图6(b)].耦合气化的焦油产率则从52.7 gkg降低到44.5 gkg,可见，升高气化温度[图6(a)]或增加气化剂中氧含降幅仅为15.5%。气化剂中氧含量增加[图6(b)],解耦气量[图6(b)]都可使气化过程的焦油产率减少，与文献报化与耦合气化的焦油产率降幅分别是17.5%和 11.8%.道4相符.但图6进一步揭示了在相同的气化温度和氧这些结果表明，解耦气化中半焦的催化作用强化了气化含量条件下，解耦气化的焦油产率明显比耦合气化低，温度及气化剂中氧对焦油裂解、重整反应的作用2.因而且随反应条件的变化解耦气化的焦油产率降低幅度此，变化相同反应温度或氧含量，解耦气化更大幅度地比耦合气化大.在图6(2)中(气化温度变化),解耦气化的抑制了焦油的生成.6C30-(a)15.5%T(心))11.8%C。(%,则5050-882900222640一26.0%17.5%2020-oLCGDGGasification method图6解耦与耦合气化中气化温度与气化剂中氧含最对焦油产率的影响Fig.6 Efects of gasification temperature and oxygen content in gasification reagent ontar yield in decoupling and coupling gasifcation processes40-(a) T,(C)10040[(6) C,1%,@)4.8%00二800区09000.6%80218.6%官3020一40x°10-10CG___ DG图7解耦与耦合气化的生成气中CO含量和C转化率随温度和氧含量的变化Fig.7 Variations of CO content in produced gas and carbon conversion rate with gasification temperatureand oxygen content for decoupling and coupling gasification processes图7比较了与图6相同实验中得到的解耦与耦合气含量增加9.3%和15.9%,这些结果与图6所揭示的焦油化生成气中co含量和C转化率，表明2种气化方式都产率随温度及气化剂中氧含量的变化趋势互为因果关增加了转化为气体的C转化率,并使生成气中Co浓度系，即随气化温度和气化剂中氧含量的增加，耦合气化更高.化学反应上该结果主要源于高反应温度下焦油/的焦油减少幅度较低表明了通过焦油裂解和重整转化碳氢化合物更多地被分解和重整[式(3)]，而增加气化剂为生成气的物料量少，因而导致C转化率及生成气中中的氧含量则直接增加了O2与半焦、焦油的气化反应.CO含量的增幅较低.但图7表明，耦合气化时CO含量和C转化率的增加比3.3反应过程分析解耦气化低，如800~900C温度时[图7(a)], 耦合与解上述分析针对解耦与耦合气化的最终气化效果，而耦气化的C转化率相对增加0.6%和4.7%,生成气中CO操 作条件对两种气化方式下燃料转化的影响过程尚不736过程工程学报第9卷清楚.因此,通过比较燃料中C, H元素转化率随反应时与其热解发生在较高温度下有关，而反应后段解耦气化间的变化，揭示解耦和耦合在气化进程方面的差异.表现的较高C转化率与其在半焦催化作用下将焦油更图8表示了对应图4~7的C转化率随时间的变化，多地转化为气体产品有关.对于解耦气化,燃料热解与表明不同实验条件下燃料的C转化率有一个共同特点:半焦气化及焦油重整要求在反应上相互匹配.上段高速解耦气化的C转化率在初始反应阶段(前500 s)比耦合热解可能致使其产生的焦油在下段半焦气化中来不及气化低，而在反应后段比耦合气化高，即总的C转化率被催化裂解和重整.因此，虽然图8揭示了解耦气化在高.解耦气化实验中将原料与半焦分别放置于反应器的初期具有一定的反应滞后，但该特点有利于利用半焦催上段和下段，热解温度为550C，而耦合气化时上下段化功能，强化焦油裂解和重整，降低气化过程中焦油的均为800"C.因此，耦合气化初始阶段的较高C转化率生成，提高产气率和气化效率.100 f00 r80-间)向)30 FB0区40-4020GCeC)20 FDG cc .(%,0)二900....0 500 1000 1500 2000 2500t(S)t(8)t(间)图8不同反应条件下解耦与耦合气化C转化率(Xc)随反应时间的变化Fig.8 Transient carbon conversion rate (Xc) under diferent gasification conditions for decoupling and coupling gasification processes40-间50 rB)30-区20DG cG m。(%,回)DG cc τ心)10-8005001000 1500 2000 25005001000 1500， 2000t(s)图9不同反应条件下解耦与耦合气化H转化率随反应时间的变化Fig.9 Transient hydrogen conversion rate under different gasification conditions for decoupling and coupling gasification processes图9反映了在上述实验条件下变化燃料水分和气量比耦合气化低.化反应温度时的H转化率动态变化过程,同样揭示了解4结论耦气化在反应初期比耦合气化有一-定滞后，但耦合气化实现的总H转化率仍然比解耦气化低，尽管差异程度不.利用微型固定床上下两段反应器，以酒糟为燃料，大.图9显示解耦气化与耦合气化的最大H转化率均仅对比分析了不同实验条件下解耦气化与传统耦合气化在40%左右，这可能是由于在本实验条件下大部分H在焦油脱除、气体组成及气化效率等方面的差异，得到与反应剂中的O2发生了反应，转变为水.虽然图3表明.以下结论:生成气中的H2 含量在解耦气化时明显高于耦合气化，(1)与耦合气化相比，解耦气化由于分离了干燥/但图9却显示2种气化方式时的H转化率相差很小，原热解与半焦气化反应过程，使含焦油的热解气通过炽热因是解耦气化的生成气中其他含氢气体(碳氢化合物)含半焦层，充分利用半焦的催化作用进-步强化焦油/碳氢第4期胡景辉等:干燥/热解与半焦气化解耦的生物质气化特性737化合物的裂解与重整反应，因此焦油产率低，产气率、参考文献:C转化率及气化效率高，而且生成气中H2含量高，碳[1]许光文，纪文峰，万印华，等.轻工业纤维素生物质过程残渣能源转化技术[].化学进展2007, 19(78): 1164-1176.氢化合物含最低.[2] Devi L, Ptasinski K 1, JansenF JJG A Review of the Primary(2)变化燃料含水量，解耦气化比耦合气化显示了Mcasures for Tar Elimination in Biomass Gasificatio Processes切更强的抑制焦油生成、提升C转化率和增加生成气中Biomass Bioenengy, 2003, 24(2): 125-140.H2含量的能力.燃料含水量从0增至40%(@),解耦气[3] Bui I, Loof R, Bhattacharya s C. Muli-stage Reactor for ThermalGasifcation of Wood [n]. Energy, 1994, 19(4): 397- 404.化焦油产率降幅达20.1%，耦合气化基本无变化，解耦[4] Henriksen U, Ahrenfeldt J, Jeasen T K, et al. The Design,气化的H2浓度和C转化率的增幅分别达17.8%和9.1%，Constnuction and Operation of a 75 kW Two-stage Gasifier 0.Energy, 2006, 310/11); 1542-1553.高于耦合气化的4.4%和 2.6%.由于解耦气化中半焦的[5] Wang Y, Yoshikawa K Namioka T, et al. Performance Opimization催化作用，变化气化反应温度、气化剂组成(如O2)都对of Two staged Gasifcation System for Woody Biomass 0. Fuel解耦气化显示了更显著的影响和作用.Process. Technol, 2007, 88(3): 243. -250.(3)解耦气化因其热解发生在较低温度下，相对耦[6] Fagbemi L, Khezami L, Capart R. Pyrolysis Products from DifferentBiomases: Application to the Thermal Cracking of Tar [I. AppL.合气化在反应初期(前500 s)表现了一定程度的滞后， 但Energy, 2001, 69(4): 293-306.这种反应滞后使热解与半焦气化及焦油裂解/重整在反[7] Pan Y G, Roca x Velo E, et al Rempoval of Tar by Secondary Air in应进程上匹配更合理，因而在反应后期解耦气化表现了Fluidised Bed Gasifcation of Residual Biomass and Coal D Fuel,1999, 78(14); 1703-1709.更大的C, H转化率.[8]吴创之，徐冰嫌，罗曾凡，等.生物质中热值气化技术的分析及符号表:探讨凹煤气与热力，1995, 15(2):8-14.∞生成气中CO含量(9%,0)[9] LvP M, Xiong Z H, Chang J, et al. An Experimental Study on的生成气中的2含量(%,则)Biomass Air-steam Gasifcation in a Fluidized Bed [U. Bioresour.生成气中组分i的摩尔浓度(%, mol)Technol, 2004, 95(1): 95-101.气化剂中氧含量(%, q)Crosendpe生成气中各组分含量 (%, 中[10] McKendry P. Energy Production from Biomass: Part 3. Casifiation时刻1Ar与1之间的气体摩尔流率(mol/s)Technologies []. Bioresour. Technol, 2002, 83(1): 55-63.LHV,组分i的低位热值(MJNm)[1] Xu G W, Murakami T, Suda T, et al. Eficiency Gasification of WetG组分1分子中C原子数Biomass Residue to Produce Middle Caloric Gas [办Particuology,mHo酒糟含水量(%, 0)2008, 6(S);: 376-382.酒糟中C原子的总摩尔数(mol)干燃气总摩尔数(O2, N2除外) (mol)[12]吴正舜，粟薇，吴创之，等生物质气化过程中焦油裂解的工业生成的可燃气组分i的摩尔数(mol)应用研究[I.化学工程, 2006,0 34(10) 67-70.气化反应时间()[13] EI-Rub Z A. Bramer E A, Brem G. Experimental Comparison of气化温度(C)Biomass Chars with Other Catalysts for Tar Reduction [小Fuel, 2008,总碳转化率(%)87(10/11): 2243-2252.t时刻的碳转化辜(%)fu1时刻的氢转化率(%)[14]Cao Y, Wang Y, Riey JT, et al. A Novel Bioma88 Air Gasification产气率(Nm'kg)Process for Producing Tar free Higher Heating Value Fuel Gas切.焦油产率(gkg)Fuel Process. Technol, 2006, 87(4): 343- -353.气化效率(%)Characteristics of Biomass Gasification by Decoupling DryingPyrolysis and Char GasificationHU Jing-huilt, WANG Yin', LIU Xin-hua'，JIANG Deng-gao?, XU Guang wen'(1. National Key Laboratory of Muliphase Compler System, Institute of Process Engineering, CAS, Beijing 100190, China;2. Cllege ofChemical Engineering, Zhengzhou Universiy, Zhengzhou, Henan 450001, China)Abstract: Using a laboratory two stage fixed-bed reactor, the characteristics of decoupling gasification (DG) of beer lees, in comparisonwith that of traditional coupling gasification (CG), were investigated on tar yield, carbon conversion rate and gasification eficiency.Experimental results showed that under the reaction temperature of 550C for pyrolysis, 800C for gasification in DG and 800C in CGwater content of 40%() in the fuel and O2 content of 4%() in the gasificatio reagent, compared with cG the tar yield was decreasedby 35.3%, the gasification fficiency, carbon conversion rate and gas yield were increased by 4.0%, 18.4% and 20%, respectively in DGExamination of the efects of water content in the fuel (0-80%, o), gasification temnperature (800-900 C) and oxygen content in thegasification reagent (4%-6%, φ) demonstrated that DG led to more considerable infuences than CG did by causing higher H2 or Cocontent in the produced gas and higher carbon conversion rate.Key words: decoupling gasification; biomass; beer lees; tar reforming; char catalysis