該文以生物質(zhì)基焦炭作為催化劑,對生物質(zhì)熱解揮發(fā)分的水蒸氣催化重整問題進行探討。為加強生物質(zhì)炭的催化能力,以Fe₂O₃和CaO作為助劑,對比分析了生物質(zhì)炭、炭-Fe和炭-Ca對熱解揮發(fā)分的水蒸氣催化重整作用。試驗結(jié)果表明,隨著溫度的升高3種催化劑均能促進玉米秸稈顆粒熱解揮發(fā)分中H₂氣體體積分數(shù)的增加。在800℃時,生物質(zhì)炭、炭-Fe和炭-Ca揮發(fā)分中H₂體積分數(shù)分別為34.53%、50.89%和41.54%,與無催化劑相比分別增加了7.30%、23.66%和14.31%,其中炭-Fe對于促進H₂的生成效果最明顯。炭-Ca催化劑的加入有助于提升熱解氣的熱值,在800℃時熱值達到14.22 MJ/m³。

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【部分圖文】：

圖1生物質(zhì)炭負載Ca和Fe基催化劑的XRD分析

如下圖1可以看出所添加的催化劑由于熱解產(chǎn)物發(fā)生還原作用，炭-Ca中起催化作用的是CaO，部分CaO與熱解產(chǎn)物CO2反應(yīng)生成CaCO3，炭-Fe中起催化作用的是由初始的Fe2O3發(fā)生還原反應(yīng)得到的Fe3O4[11]。1.2試驗設(shè)備及方法

圖2試驗流程圖

本試驗在自制的反應(yīng)平臺上進行，其工藝主要由蠕動泵、生物質(zhì)熱解反應(yīng)裝置、氣體冷凝裝置、氣體產(chǎn)物收集裝置和熱解氣產(chǎn)物檢測裝置構(gòu)成。蠕動泵能夠準確控制水的流量，水在反應(yīng)器內(nèi)由熱解反應(yīng)爐高溫加熱為水蒸汽。生物質(zhì)熱解反應(yīng)裝置主要包括立式管式加熱爐、自制管式熱解反應(yīng)器和溫度控制平臺。試驗裝置....

圖3不同條件下玉米秸稈顆粒熱解氣組分

圖3a是無催化劑條件下玉米秸稈顆粒熱解氣組分，從圖中可以看出H2和CH4的體積分數(shù)隨著溫度的升高而升高，在800℃時達到最高，分別為27.23%和10.94%，而CO2隨著溫度的升高其氣體組分大幅減少，從600℃的56.56%到800℃的31.93%，下降了43.54%。在試驗過....

圖5不同作用下熱解氣低位熱值

低位熱值氣體成分總體分為不可燃氣體和可燃氣體2種[31]，通過分析熱解氣氣體組分可知，試驗得到的可燃氣體有H2、CO、CH4、CnHm，不可燃氣體有CO2。不同作用下的熱解氣低位熱值如圖5所示，無催化劑、炭-Fe以及炭-Ca這3種情況的熱解氣熱值都隨著溫度的升高而升高。通過分析熱....

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