碱(土)金属改性赤铁矿载氧体的化学链气化实验研究

穆林, 李永麟, 李延宇, 东明, 浦航, 尹洪超, 尚妍

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燃烧科学与技术 ›› 2024, Vol. 30 ›› Issue (06) : 550-560.

碱(土)金属改性赤铁矿载氧体的化学链气化实验研究

  • 穆林, 李永麟, 李延宇, 东明, 浦航, 尹洪超, 尚妍
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摘要

本文以竹子为原料,使用天然赤铁矿作为载氧体,在固定床反应器开展化学链气化实验,探究不同工况下的气化表现.在确定最优工况后,掺杂碱(土)金属离子对载氧体进行改性,探究改性载氧体的化学链气化表现.结果表明:在反应温度为850℃、蒸汽流速为0.1 mL/min、等效系数Φ为0.204时,竹子气化效果最佳,此时合成气产量为0.99 m3/kg,气化效率为63.96%.对载氧体进行改性后,3种载氧体的碳转化率、气体产量和气化效率均得到提升.掺杂碱(土)金属离子后的载氧体中检测到能够增强赤铁矿晶格氧活性的K2Fe22O34、Na3Fe5O9、CaFe2O4和Ca2Fe2O5等双金属氧化物矿物质,载氧体的比表面积和总孔体积也有一定程度的改善.钾改性的载氧体气化性能最佳,碳转化率、气体产量和气化效率分别提升至84.30%、1.13 m3/kg和72.02%.多次循环后载氧体表面均出现了不同程度的烧结现象,其中钙改性载氧体中低熔点硅铝酸盐的含量较高,且用于改性的CaCl2的熔点也较低,烧结现象最为严重.

关键词

生物质 / 化学链气化 / 赤铁矿 / 碱(土)金属 / 等效系数

中图分类号

TK6

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穆林, 李永麟, 李延宇, 东明, 浦航, 尹洪超, 尚妍. 碱(土)金属改性赤铁矿载氧体的化学链气化实验研究. 燃烧科学与技术. 2024, 30(06): 550-560

基金

国家自然科学基金资助项目(52176179)

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