DOI:10./j.issn.?.
引用本文:王旭锋,刘晶,刘丰,杨应举.基于CoFe2O4载氧体的生物质化学链气化反应特性[J].化工学报,,70(4):-
基于CoFe2O4载氧体的生物质化学链气化反应特性
王旭锋,刘晶,刘丰,杨应举
(华中科技大学煤燃烧国家重点实验室,湖北武汉)
摘要
在热重分析仪和固定床反应器上对基于CoFe2O4载氧体的生物质化学链气化反应特性进行了研究,考察了载氧体与生物质质量比、水蒸气、反应温度对生物质化学链气化反应特性的影响,同时也对载氧体的循环反应性能进行了研究。通过XRD及SEM对新制备的和反应后的载氧体进行了表征。热重结果表明:CoFe2O4能够提供晶格氧,有效促进生物质气化。当CoFe2O4与生物质质量比为0.8,水蒸气体积分数为50%,温度为℃时,气化反应效果最好。5次循环反应后,仍能获得较高品质的合成气,载氧体能够循环再生且未出现明显烧结团聚。
引言
生物质是一种绿色清洁可再生能源,来源广泛,产量丰富,且其含氢量大,易挥发和热解,可以被用来制备合成气。生物质气化是一种非常有前景的技术,传统的生物质气化工艺一般采用纯氧作为气化剂,需要额外的制氧设备,因此气化成本相对较高,同时工艺流程也较为复杂。而新型的化学链气化(chemicalloopinggasification,CLG)技术具有许多优点:载氧体既能够提供氧和热量,同时也具有催化作用,能够促进焦油的分解。因此,载氧体是生物质化学链气化技术的关键,其反应性能对整个反应系统的运行至关重要。
目前,Fe、Co、Cu、Mn等过渡金属氧化物以及CaSO4作为载氧体在化学链技术中已被研究。Huang等以天然铁矿石作为载氧体,在小型流化床反应器上研究了生物质半焦的化学链气化反应过程,考察了载氧体的添加量、反应温度以及水蒸气等因素的影响,结果表明铁矿石作为载氧体能显著提高生物质的碳转化率和气化效率。郭万军等研究也发现铁矿石作为载氧体具有较好的反应活性,能有效地促进化学链气化反应的进行。铁矿石作为载氧体具有成本低和对环境无污染的优点,但是其载氧能力不够高。
针对铁基载氧体的不足,对其进一步改性受到了越来越多研究者的