CaO對糠醛渣/煤共氣化過程中產品的影響規律

陳玉卓,宋云彩,馮 杰

(太原理工大學 省部共建煤基能源清潔高效利用國家重點實驗室,山西 太原 030024)

0 引 言

隨著我國工業化進程的推進,有機固體廢棄物(簡稱OSW)年產量以2%～4%的速度增長[1],2020年我國僅工業OSW產量已達36.8億t且逐年增加[2],但是,目前我國OSW的資源化利用率僅為10%[3]。在OSW無害化、減量化利用過程中,氣化成為近年來OSW高效利用過程中的重要方式之一。但OSW原料因其熱值低、含水量大、揮發分高等特點導致氣化過程中碳轉化率低,產品氣中焦油和水分高,這不僅降低了OSW氣化過程的元素和能量利用率,產氣組成中大量的焦油在下游冷凝造成管路的腐蝕、換熱器和閥門堵塞,嚴重影響OSW氣化產氣的后續利用[4-6]。

焦油是分子量大于苯的所有有機污染物[4]。焦油組分包括輕質的脂肪烴、芳烴及含氧化合物等,這些物質的形成和釋放主要受溫度、加熱速率、反應氣氛及裂解過程中化學環境的影響。目前,對焦油調變一方面可通過提高氣化溫度,熱裂解焦油,另一方面可通過改變裂解過程的化學環境實現,如在富氫環境下抑制重質組分形成,將形成的焦油輕質化[7];或在原料中加入具有裂解功能的催化劑,將逸出原料表面的重質組分裂解形成輕質烴[8-9]。

目前,CaO因其化學活性較高、環境友好、來源廣和成本低等特點,且鈣離子很少以氣態金屬的形式揮發,已成為研究者關注的焦油裂解催化劑[10-12]。ZHENG等[13]分別采用Py-GC/MS和固定床反應器,研究了CaO的加入對竹子、紙漿和聚乙烯塑料3種垃圾主要組分焦油生成特性的影響,研究發現添加CaO可減少熱解焦油產量,且對焦油中酚、萘類具有明顯裂解作用。……