玉米秸秆焦炭水蒸气强化气化制取富氢气体实验研究

发布时间：2024-06-01 22:16

　　选用Na₂CO₃、Fe₂O₃和CaO作为添加剂以强化生物质焦炭的制氢特性,设计并搭建一套高温水蒸气气化反应器,对不同反应温度下的玉米秸秆焦炭强化气化制氢问题进行实验探讨。实验结果表明:提升温度可有效提升气化气中H₂含量。3种添加剂均能促进生物质炭水蒸气气化的H₂体积分数,其中Na₂CO₃的效果最好。Na₂CO₃作用下,800℃时,H₂的气体体积可达61.04%,较无添加时提升12.02%;Fe₂O₃作用下,800℃时,H₂含量可增至49.07%,提升6.3%;CaO作用下H₂的气体体积分数提升不明显。在950℃时,添加剂对气化提升产品气中H₂含量的效果不明显,气化气中H₂含量为62.53%。

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【部分图文】：

图1实验流程图

该系统由水蒸气发生装置、热解焦炭气化装置和气化气收集装置3部分组成（如图1）。气化装置由电子流量计、管式加热炉、石英管、加热控制台、洗气瓶、变色硅胶组成，加热炉内管均采用石英管制成，气化反应过程中升温速率与终温均由加热控制台自动控制。本实验的主要气体成分（H2、CH4、CO、CO....

图2无添加条件下温度对气化产品气组分的影响

如图2所示，气化气中H2体积分数随温度的升高明显增加，从750℃时的37.68%增加到950℃时的62.53%，增加了24.85%。其原因一方面是水煤气反应速率的加快，另一方面是反应（5)～(7）均为吸热反应，反应温度的升高促使反应正向移动，CH4和CnHm的有效重整是提升产品气....

图3Na2CO3添加下温度对气化产品气组分的影响

添加Na2CO3后，玉米秸秆焦炭水蒸气气化产品气成分变化规律为：在750～800℃之间明显提高了H2体积分数，750℃时比无添加的玉米秸秆H2体积分数提高了14.54%，如图3所示。H2产量随温度的升高逐渐上升，在800℃时，H2体积分数已达到61.1%，此后随着温度的升高H2体....

图4Fe2O3添加下温度对气化产品气组分的影响

对于气化而言，Fe氧化物的添加一方面能起到催化作用，其中的活性成分降低了相关反应的活化能同时增强了反应的选择性；另一方面能提供反应所需的O，是良好的载氧剂，其形式分别为FeO、Fe3O4和Fe2O3，其中Fe2O3的氧化能力最强，而且Fe2O3能对气化介质进行作用，使其分解，产生....

本文编号：3986459