溫度和催化劑對木屑炭二氧化碳氣化的影響

王燕杰，應浩，余維金，孫康

（中國林業科學研究院 林產化學工業研究所；生物質化學利用國家實驗室；國家林業局 林產化學工程重點開放性實驗室；江蘇省 生物質能源與材料重點實驗室，江蘇 南京 210042）

　　摘 要：通過熱重分析儀和管式反應爐研究了溫度和催化劑對木屑炭二氧化碳氣化的影響。結果表明，提高反應溫度有利于加快氣化反應速率，增加CO產率及產氣熱值，同時有助于降低CO2及固體剩余物的含量，溫度從850 ℃升至 1000 ℃，燃氣中CO含量從28.86%增加到54.45%，熱值從4.50 MJ/m3增加到7.95 MJ/m3，而CO2含量從64.34%減少到36.54%；2 g木屑炭氣化后，固體產物從1.32 g減少到0.79 g。研究發現，催化劑CaCO3 和K2CO3對木屑炭二氧化碳氣化有促進作用，其作用效果與升溫相同，K2CO3對氣化反應的促進作用明顯強于CaCO3。利用混合反應模型對添加催化劑前后的木屑炭二氧化碳氣化動力學進行了研究，發現該模型適用于木屑炭二氧化碳氣化反應，而且催化劑的添加有利于降低反應活化能和指前因子，木屑炭、添加CaCO3的木屑炭和添加K2CO3的木屑炭的活化能分別是94.509、81.740和50.271 kJ/mol；指前因子分別是1208.428、428.825和19.965 min-1。

　　關鍵詞：木屑炭；二氧化碳氣化；溫度；催化劑；動力學

　　中圖分類號：TQ35 文獻標識碼：A 文章編號：1673-5854（2014）03-0011-08