利用金屬氧化物代替空氣氧與生物質(zhì)發(fā)生異相氧化熱解反應(yīng),可以解決常規(guī)有氧熱解導(dǎo)致的燃氣熱值降低以及氣體產(chǎn)品品質(zhì)變差的問題。選擇七種金屬氧化物與角叉菜在微波加熱條件下進行熱解,分析熱解產(chǎn)物分布、熱解氣化指標(biāo)、燃氣組成以及金屬氧化物熱解前后結(jié)構(gòu)的變化。結(jié)果表明,金屬氧化物的加入對于熱解碳轉(zhuǎn)化率、氣化效率、燃氣產(chǎn)率及燃氣組成都有明顯的促進作用,當(dāng)使用金屬氧化物Fe_0.6Cu_0.2Ti_0.2時,H₂/CO摩爾比達1.13,明顯高于空氣氧輔助微波熱解和生物質(zhì)直接微波熱解。Fe_0.6Cu_0.2Ti_0.2經(jīng)15次循環(huán)實驗后無明顯燒結(jié)和失活現(xiàn)象。 

【文章來源】：稀有金屬與硬質(zhì)合金. 2020,48(03)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

金屬氧化物對熱解產(chǎn)物分布的影響

生物質(zhì)氣化的性能和效果可以用氣化指標(biāo)進行評價。本文選擇熱解碳轉(zhuǎn)化率、氣化效率、燃氣產(chǎn)率、燃氣電耗、原料電耗研究金屬氧化物的加入對氣化指標(biāo)的影響。其中,熱解碳轉(zhuǎn)化率為校準(zhǔn)燃氣中的含碳量與反應(yīng)原料的含碳量之比;氣化效率為單位燃料轉(zhuǎn)換成氣體燃料的熱值與反應(yīng)原料的熱值之比;燃氣產(chǎn)率為校準(zhǔn)燃氣量與反應(yīng)原料質(zhì)量之比;燃氣電耗為反應(yīng)總電耗與校準(zhǔn)燃氣量之比;原料電耗為總電耗與反應(yīng)原料質(zhì)量之比。由圖2可看出,有氧氣氛時碳轉(zhuǎn)化率可達67.70%,但原料電耗也非常高,無氧氣氛時,原料電耗降低,但碳轉(zhuǎn)化率、燃氣產(chǎn)率、氣化效率等也是最差的,燃氣電耗甚至達到了75.25 kW·h/Nm3。加入金屬氧化物后,對碳轉(zhuǎn)化率、燃氣產(chǎn)率、氣化效率均有明顯的促進作用。值得一提的是,金屬氧化物的原料電耗同時低于生物質(zhì)直接微波熱解和空氣氧輔助微波熱解,這可能由于金屬氧化物的加入使角叉菜升溫速率加快,節(jié)約了能耗,并且金屬氧化物在催化過程中放氧、吸氧,與角叉菜進行能量交換,對微波消耗較少,因此,金屬氧化物能夠在充分熱解角叉菜的基礎(chǔ)上進一步降低電耗。2.3 金屬氧化物對熱解燃氣組成的影響

金屬氧化物對熱解燃氣組成的影響見圖3。氣體熱值為單位體積混合氣的熱值。從圖3可看出,有氧氣氛下,混合氣中CO2含量較高,使得H2和CO含量降低,氣體熱值下降。無氧氣氛時,H2和CO含量較高,CO2含量較低,熱值升高,并且添加金屬氧化物沒有明顯降低燃氣熱值,角叉菜燃氣仍屬中熱值氣體。金屬氧化物對于H2/CO的提升也有促進作用,當(dāng)使用金屬氧化物Fe0.6Cu0.2Ti0.2時,H2/CO摩爾比達到1.13,明顯高于空氣氧輔助微波熱解和直接微波熱解兩種方式。2.4 金屬氧化物的XRD分析

【參考文獻】：
期刊論文
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