編號：FTJS07921
篇名：膨潤土褐鐵礦改性白云石催化松木棒氣化工藝優(yōu)化
作者：牛永紅 王忠勝 劉琨琨 蔡堯堯 李義科
關(guān)鍵詞： 氣化 生物質(zhì) 催化劑 膨潤土/褐鐵礦改性白云石 松木燃料棒 積碳
機構(gòu)： 內(nèi)蒙古科技大學(xué)能源與環(huán)境學(xué)院 內(nèi)蒙古科技大學(xué)礦業(yè)研究院
摘要： 針對白云石催化劑在生物質(zhì)催化氣化過程中易碎、易產(chǎn)生積碳失活問題,為提高其催化活性、抗積碳和再生性能,采用固定床下吸式氣化爐試驗系統(tǒng),以Fe-Dol-Ben(膨潤土/褐鐵礦改性白云石)為催化劑,松木屑廢料經(jīng)成型為棒狀顆粒為原料,進行高溫水蒸氣催化氣化試驗。研究氣化溫度(700~1000℃)、鐵含量(質(zhì)量分數(shù)為5%~20%)以及催化劑使用次數(shù)(1~4)等因素對松木棒催化氣化性能及催化劑表面積碳影響。試驗結(jié)果表明,水蒸氣和松木棒的質(zhì)量比(氣料比)為1,催化劑的鐵質(zhì)量分數(shù)為15%,氣化溫度為900℃時氣化氣中氫氣的體積分數(shù)達到最大值58.38%,Fe-Dol-Ben催化劑積碳量隨氣化溫度升高逐漸減小,試驗區(qū)間內(nèi)1000℃時達到最小值,較700℃減少了80%。氣化氣中氫氣的體積分數(shù)隨鐵含量增加呈先增加后降低的趨勢,積碳量呈先降低后增加,在鐵質(zhì)量分數(shù)為15%催化效果較好。Fe-Dol-Ben催化劑較相同條件下分別用膨潤土及改性前白云石催化時積碳量分別減少了80.6%和53.6%。對催化劑進行再生再利用試驗表明,使用后的Fe-Dol-Ben催化劑進行700℃煅燒再生后,其晶相與催化前基本相同,將其多次再生循環(huán)利用,隨著使用次數(shù)的增加氣化氣中氫氣的體積分數(shù)逐漸降低,催化劑的積碳量逐漸增大,使用4次并用于催化氣化時氫氣的體積分數(shù)仍接近50%,保持較好催化效果。綜合氣化效果、積碳量及經(jīng)濟性因素,Fe-Dol-Ben鐵質(zhì)量分數(shù)為15%,氣化溫度選取900℃為較理想工況。該研究可為改性白云石Fe-Dol-Ben催化劑的研制及生物質(zhì)高溫水蒸汽催化氣化技術(shù)提供參考。
