松木屑加壓CaO催化氣化制備合成氣.pdf

1、隨著煤資源的枯竭，利用生物質(zhì)氣化技術(shù)制備適合液體燃料合成的氣體受到越來越多國家的重視。合成液體燃料需要一定的壓力和H2/CO比值，采用加壓氣化技術(shù)無疑具有一定的優(yōu)勢(shì)。本文首先對(duì)松木屑其進(jìn)行熱解動(dòng)力學(xué)研究，其次，在這基礎(chǔ)上，探討固定床中松木屑水蒸汽氣化規(guī)律。主要研究?jī)?nèi)容和成果如下:
　　 1)利用加壓熱重對(duì)松木屑熱解反應(yīng)進(jìn)行研究，結(jié)果表明增壓和加入CaO對(duì)反應(yīng)都有較大影響。增加反應(yīng)壓力，松木屑的熱解最終失重率降低;動(dòng)力學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，

2、增加壓力能夠降低熱解過程中的活化能，從而有利于熱解反應(yīng)的發(fā)生，但是壓力超過0.7MPa后，活化能開始增加。增加CaO添加量，松木屑最終失重率從73.80％增加到89.54％;DTG曲線顯示失重峰增加到4個(gè)，分別為水分析出、揮發(fā)分析出、Ca(OH)2和CaCO3分解所引起的失重峰。
　　 2)在固定床中，研究了松木屑高溫、加壓氣化反應(yīng)的過程，結(jié)果顯示，提高溫度和增加反應(yīng)壓力有利于制備富氫合成氣。反應(yīng)時(shí)間一定時(shí)(30min)，隨著反

3、應(yīng)溫度的增加，H2、CO的濃度出現(xiàn)逐漸上升趨勢(shì)，而CO2、CH4的濃度出現(xiàn)降低趨勢(shì);產(chǎn)氣率隨溫度增加而逐漸增加，但是增加的幅度逐漸減小;H2/CO出現(xiàn)先增加后減小的變化，在850℃時(shí)，有最大H2/CO比值，為4.2。在完全氣化反應(yīng)中，隨著溫度增加，CO和CH4的濃度有所增加，CO2的濃度有所下降，H2的濃度變化并不大;產(chǎn)氣率出現(xiàn)先增加后降低的趨勢(shì)，在850℃時(shí)有最大值為1.97Nm3/kg-1;H2/CO出現(xiàn)持續(xù)減小的變化，最大比值為5

4、.4。增加反應(yīng)壓力時(shí)，H2、CO2的濃度出現(xiàn)增加，CO的濃度出現(xiàn)了明顯下降，CH4的濃度出現(xiàn)了微弱的下降趨勢(shì);此外產(chǎn)氣率和H2/CO比值得到提高，水量過量情況下，H2/CO比值范圍可達(dá)到2.0～9.0;一定范圍內(nèi)增加反應(yīng)的壓力在總體上能夠降低氣體中焦油的含量。通過GC/MS分析發(fā)現(xiàn)增加反應(yīng)壓力，焦油中物質(zhì)種類出現(xiàn)大幅度按下降，不具有支鏈的多苯環(huán)結(jié)構(gòu)的物質(zhì)比如苯、萘、菲、熒蒽和芘等的總比例顯著增加。
　　 3)在固定床中，研究加入

5、CaO對(duì)氣化反應(yīng)的影響。研究結(jié)果證明CaO作為催化劑和CO2吸收劑能夠很明顯的改變產(chǎn)物氣體的組份。在800℃，0.5MPa時(shí)，松木屑中加入Ca/C為0.5的CaO，氣化反應(yīng)得到的產(chǎn)物氣體中H2的濃度從50.27％增加到59.35％，增幅達(dá)到18.06％，CO2則減少了50％以上，氣體熱值從10.97Nm3/kg增加到12.97Nm3/kg。在900℃、0.5MPa時(shí)，隨著Ca/C比值增加，氣體中焦油含量逐漸降低，在Ca/C為1.0時(shí)有最