Ca/Fe强化生物炭催化秸秆热解挥发分蒸汽重整产氢

发布时间：2024-03-14 02:31

　　该文以生物质基焦炭作为催化剂,对生物质热解挥发分的水蒸气催化重整问题进行探讨。为加强生物质炭的催化能力,以Fe₂O₃和CaO作为助剂,对比分析了生物质炭、炭-Fe和炭-Ca对热解挥发分的水蒸气催化重整作用。试验结果表明,随着温度的升高3种催化剂均能促进玉米秸秆颗粒热解挥发分中H₂气体体积分数的增加。在800℃时,生物质炭、炭-Fe和炭-Ca挥发分中H₂体积分数分别为34.53%、50.89%和41.54%,与无催化剂相比分别增加了7.30%、23.66%和14.31%,其中炭-Fe对于促进H₂的生成效果最明显。炭-Ca催化剂的加入有助于提升热解气的热值,在800℃时热值达到14.22 MJ/m³。

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【部分图文】：

图1生物质炭负载Ca和Fe基催化剂的XRD分析

如下图1可以看出所添加的催化剂由于热解产物发生还原作用，炭-Ca中起催化作用的是CaO，部分CaO与热解产物CO2反应生成CaCO3，炭-Fe中起催化作用的是由初始的Fe2O3发生还原反应得到的Fe3O4[11]。1.2试验设备及方法

图2试验流程图

本试验在自制的反应平台上进行，其工艺主要由蠕动泵、生物质热解反应装置、气体冷凝装置、气体产物收集装置和热解气产物检测装置构成。蠕动泵能够准确控制水的流量，水在反应器内由热解反应炉高温加热为水蒸汽。生物质热解反应装置主要包括立式管式加热炉、自制管式热解反应器和温度控制平台。试验装置....

图3不同条件下玉米秸秆颗粒热解气组分

图3a是无催化剂条件下玉米秸秆颗粒热解气组分，从图中可以看出H2和CH4的体积分数随着温度的升高而升高，在800℃时达到最高，分别为27.23%和10.94%，而CO2随着温度的升高其气体组分大幅减少，从600℃的56.56%到800℃的31.93%，下降了43.54%。在试验过....

图5不同作用下热解气低位热值

低位热值气体成分总体分为不可燃气体和可燃气体2种[31]，通过分析热解气气体组分可知，试验得到的可燃气体有H2、CO、CH4、CnHm，不可燃气体有CO2。不同作用下的热解气低位热值如图5所示，无催化剂、炭-Fe以及炭-Ca这3种情况的热解气热值都随着温度的升高而升高。通过分析热....

本文编号：3927928