生物質半焦的催化氣化動力學特性

肖瑞瑞，楊 偉，于廣鎖

（1棗莊學院山東省高校煤化工重點實驗室，山東 棗莊 277160；2華東理工大學煤氣化教育部重點實驗室，上海200237）

作為一種清潔的可再生能源，生物質資源正受到越來越多的重視[1-2]。其中，生物質熱化學轉換技術，尤其是生物質氣化技術作為目前世界上生物質能開發的前沿課題，是生物質能利用研究的一個重點[3-4]。生物質氣化過程主要包括生物質熱解和半焦氣化兩部分，生物質氣化爐的設計和模擬同時依賴于生物質的熱解動力學參數和生物質半焦的氣化動力學參數。生物質氣化受到很多因素的影響[5]，由于半焦的氣化相對于生物質熱解過程非常緩慢，因此，生物質半焦的氣化速率決定了生物質的氣化過程，半焦的氣化動力學研究對于理解氣化反應機理以及氣化爐的設計與運行至關重要[6-8]。目前，有關生物質焦氣化動力學特別是催化氣化動力學的研究較少。

生物質和煤具有相似的氣化特性，因此，可借用煤焦氣化的一些模型和理論來研究生物質焦的氣化。本文作者借鑒了華東理工大學多年來在煤焦氣化反應動力學方面的成功經驗[9]，研究了稻草半焦的CO2催化氣化反應動力學，采用隨機孔模型和修正隨機孔模型對實驗數據進行擬合，以便對氣化反應動力學有更深入的了解。目前廣泛使用的方法是TGA方法，該方法可方便精確地測量半焦重量隨著時間的變化，但是要盡量消除擴散的影響。

1 實驗材料和方法

1.1 材 料

稻草粉碎篩分后取粒徑為80～100目在105 ℃下烘3 h左右，用10%的HCl與一定量的稻草混合攪拌72 h，過濾并反復用去離子水沖洗，直至濾液pH值為中性，得到脫灰處理的稻草。……