碱(土)金属改性赤铁矿载氧体的化学链气化实验研究

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