松木焦CO_2气氛催化气化特性研究

生物质焦CO2气化主要是通过气化剂CO2和焦中的碳发生反应,从而制取得到高纯度可燃气CO.采用热重分析法研究不同过渡金属催化剂(Ni,Ce,Fe和Cr)以及不同气化温度下松木焦在30%CO2气氛下的气化特性,采用n级反应模型并利用ABSW微分法,计算出高温段710℃～990℃松木焦催化气化动力学参数.结果表明,随着气化温度的升高,反应完成的时间缩短,气化温度达到850℃以上,才能有较高的反应速率,添加4种过渡金属对气化均有明显的促进作用.其催化效果由高到低依次为:Ni,Ce,Fe和Cr.采用n级反应模型可以很好地拟合高温段的实验数据.

松木焦与无烟煤混燃特性及反应动力学

利用非等温热重法研究了松木焦、高炉喷吹用无烟煤及不同比例松木焦和煤粉混合试样的燃烧特性,对不同比例松木焦混合试样着火温度、燃尽温度和综合燃烧特性指数等燃烧特征参数进行了研究。并利用Coats-Redfern模型对混料主要燃烧过程进行动力学特性研究和燃烧限制性环节分析。结果表明,松木焦的加入对无烟煤的燃烧产生明显的促进作用。混料的燃烧过程主要分为2个阶段,分别为挥发分析出燃烧和焦燃烧阶段。当松木焦的质量分数由30%增至80%时,混料主要燃烧过程的2个阶段平均表观活化能分别由50.77kJ/mol降至47.27kJ/mol和74.45kJ/mol降至23.30kJ/mol。这2个阶段分别为一级化学反应控制和扩散动力学控制。

生物质半焦/铜基载氧体气化反应特性研究

通过吉布斯自由能最小化法对生物质半焦与载氧体CuO之间的反应进行热力学计算,研究温度、载氧体量及压力对生物质半焦化学链气化的影响。同时采用热重分析及扫描电镜等技术手段对生物质半焦/载氧体CuO的反应特性进行了实验研究。结果表明,载氧体CuO能有效促进生物质半焦的气化,随着反应温度的升高,生物质半焦气化效率提高,但当温度超过750℃,CuO载氧体开始出现烧结现象;其半焦/载氧体CuO的化学链气化最佳质量比为1∶6。研究也发现,反应压力的增加对生物质半焦的化学链气化有一定的抑制作用。

钙基载氧体松木半焦反应动力学研究

本文基于热力学分析及TG方法,以CaSO_4为载氧体,研究了松木半焦的化学链气化特性。热力学计算结果表明,随着CaSO_4/松木半焦质量比的增加,CO产量逐渐增加,且比值为2.8时,CO产量达到最大值;实验结果显示,CaSO_4/松木半焦在温度为950℃时,反应最为剧烈;反应动力学分析表明,CaSO_4/松木半焦反应活化能随转化率的增加呈变小趋势,CaSO_4/松木半焦反应的最概然机理函数为二维扩散模型,且为2级反应。