高炉瓦斯灰催化松木热解及焦炭气化研究

发布时间：2021-01-23 15:26

　　热解气化技术是实现生物质热化学转化的重要途径,催化剂的引入能够有效提升热解气化效果,寻求一种高效、廉价、易得的催化剂是技术应用关键。高炉瓦斯灰作为钢铁工业的副产物,存在产量巨大,难以处理等问题,但富含Fe、Ca、Na、K等具有催化作用的活性物质,具备催化生物质热解气化反应的潜质。基于此,本文以高炉瓦斯灰作为催化剂,探讨其对松木热解和松木炭气化的催化反应性能影响,为低成本降解生物质热解焦油和制备高氢含量的气化产品气提供一条新的思路。具体实验结果如下:（1）通过热解反应平台,针对热解温度、催化剂（高炉瓦斯灰）和高炉瓦斯灰添加比例等因素,探讨了松木颗粒热解产物特性。试验结果表明:与CK和单一催化剂Fe₂O₃作用相比,#1和#2高炉瓦斯灰具有较好的催化效果,并且添加比例对热解效果也有一定的影响。两种高炉瓦斯灰作用下,液相产率较CK分别下降了5.22%和6.28%;热解气产率随温度升高不断提升,最高可达26.28%和23.18%;同时可有效降低CO含量,提升热解气中H₂的体积分数,与同等工况状态下未添加催化剂相比分别增加8.51%... 

【文章来源】：内蒙古科技大学内蒙古自治区

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【学位级别】：硕士

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全球一次能源消耗情况[22]

内蒙古科技大学硕士学位论文-12-意图[91]，如图1.2。与非催化条件下的大量重焦油或轻焦油产品不同，重焦油可在催化剂存在下定向转化成高附加值气体，特别是活性金属位和特殊的孔结构可以提供优良的吸附位，从而促进复杂的重、轻焦油重整反应。焦油催化裂化的简化机理描述如下：（1）碳氢化合物和CH4在金属位点上分离和吸收；（2）碳氢化合物和CH4脱氢，促进气化产品气中氢气的生成；（3）水被羟基化为OH自由基并导致碳氢化合物发生氧化反应；（4）合成气、甲烷和轻质烃类生成。图1.2生物质非催化气化与催化气化的区别示意图[91]不少学者总结出含有金属氧化物（Al2O3、Fe2O3、MgO、CaO等）的矿物催化剂对生物质气化具有一定的活性[92~97]，具有优良载体和活性金属添加剂的多相催化剂用于合成气生产是可行的。白云石（MgCO3·CaCO3）具有廉价易处理的特点，可有效去除气态产物中的焦油[97]。Berrueco等人研究了挪威云杉和挪威森林残留物在白云石上的气化反应，结果表明，催化剂在850℃以下能提高H2、CO2、CO和CH4的生成，减少C2烃的生成[98]。BishnuAcharya等[99]以水蒸气为气化剂，分别对是否添加CaO的气化过程进

内蒙古科技大学硕士学位论文-16-的催化效果及作用规律，对炭化后的松木炭通入水蒸气，强化产品气富氢含量，同时进行动力学计算，提升气化品质。图1.3技术路线图


本文编号：2995454