基于CO2捕集的生物質(zhì)催化熱解.pdf

1、為了緩解環(huán)境污染和能源短缺問題，生物質(zhì)能作為一種高效、可再生的綠色能源，已受到全球各界關(guān)注，成為當(dāng)前的熱門研究課題之一。生物質(zhì)熱解技術(shù)被認(rèn)為是目前實現(xiàn)生物質(zhì)能量轉(zhuǎn)換的最有效途徑，可用其氣化發(fā)電或轉(zhuǎn)化為氣態(tài)燃料，但是熱解氣化的主要障礙是焦油的產(chǎn)生，焦油的凝結(jié)積累會導(dǎo)致管道堵塞，嚴(yán)重影響系統(tǒng)設(shè)備的正常運行。利用催化法脫除焦油，但焦油催化裂解積碳易使催化劑失活，如何降低催化劑上的積碳，保持催化劑的活性、提高產(chǎn)氣率已成為研究的焦點。本文探究了采

2、用化學(xué)吸附法來分離脫除CO2，一方面利用CO2捕集劑來分離CO2提高了燃?xì)獾臒嶂担硪环矫?，CO2的減少有利于催化劑的積碳的消除，保持催化劑的活性。主要研究內(nèi)容如下:
　　以Li4SiO4與CaO為CO2捕集劑，考察了自制Li4SiO4對CO2的吸附性能，結(jié)果表明700℃下制得的Li4SiO4在700℃溫度下對CO2具有最佳的吸收性能，吸附后最大增量可達(dá)34(wt)％。同時在對比研究了Li4SiO4與CaO在不同條件下的吸附特性后

3、發(fā)現(xiàn)，CaO對CO2的吸附效果要明顯優(yōu)于Li4SiO4。
　　以木粉為生物質(zhì)原料，在小型固定床反應(yīng)器上探討了木粉在不同溫度下的熱解性能，結(jié)果表明熱解溫度升高時，熱解的焦油產(chǎn)量隨之降低而氣體產(chǎn)率增加，800℃熱解時產(chǎn)生的氣體量近63wt％;而且高溫?zé)峤庀陆褂徒M分的芳烴化程度增加，脫氧效果顯著，同時熱解氣的組分也隨之變化，H2和CO含量隨溫度上升而增加，CH4和CO2卻趨向減少。在此基礎(chǔ)上將捕集劑Li4SiO4與CaO應(yīng)用到熱解過程中

4、，與無捕集劑時對比，熱解的可燃?xì)怏w明顯增加，特別是H2，其百分比在800℃時分別可高達(dá)28.4vo1％和32.4vo1％;而且結(jié)果顯示CaO對氣體的調(diào)整效果比Li4SiO4要好。
　　實現(xiàn)熱解過程的低焦油或無焦油是本文的最終目的，在固定床反應(yīng)器中加入金屬鈷作為催化劑，鈷的加入有效地促進(jìn)了熱解焦油組分的脫氧化和多環(huán)芳烴的再次裂解，同時可燃性氣體中除了CO2呈減少趨勢，H2、CH4和CO含量均上升，尤其是H2可達(dá)34.4vol％，比無