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，利用生物質氣化技術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，采用加壓氣化技術無疑具有一定的優(yōu)勢。本文首先對松木屑其進行熱解動力學研究，其次，在這基礎上，探討固定床中松木屑水蒸汽氣化規(guī)律。主要研究內容和成果如下:
　　 1)利用加壓熱重對松木屑熱解反應進行研究，結果表明增壓和加入CaO對反應都有較大影響。增加反應壓力，松木屑的熱解最終失重率降低;動力學分析發(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，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、加壓氣化反應的過程，結果顯示，提高溫度和增加反應壓力有利于制備富氫合成氣。反應時間一定時(30min)，隨著反

3、應溫度的增加，H2、CO的濃度出現(xiàn)逐漸上升趨勢，而CO2、CH4的濃度出現(xiàn)降低趨勢;產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，有最大H2/CO比值，為4.2。在完全氣化反應中，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;產氣率出現(xiàn)先增加后降低的趨勢，在850℃時有最大值為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。增加反應壓力時，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;此外產氣率和H2/CO比值得到提高，水量過量情況下，H2/CO比值范圍可達到2.0～9.0;一定范圍內增加反應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)增加反應壓力，焦油中物質種類出現(xiàn)大幅度按下降，不具有支鏈的多苯環(huán)結構的物質比如苯、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對氣化反應的影響。研究結果證明CaO作為催化劑和CO2吸收劑能夠很明顯的改變產物氣體的組份。在800℃，0.5MPa時，松木屑中加入Ca/C為0.5的CaO，氣化反應得到的產物氣體中H2的濃度從50.27％增加到59.35％，增幅達到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，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時有最