選用Na₂CO₃、Fe₂O₃和CaO作為添加劑以強(qiáng)化生物質(zhì)焦炭的制氫特性,設(shè)計并搭建一套高溫水蒸氣氣化反應(yīng)器,對不同反應(yīng)溫度下的玉米秸稈焦炭強(qiáng)化氣化制氫問題進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探討。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:提升溫度可有效提升氣化氣中H₂含量。3種添加劑均能促進(jìn)生物質(zhì)炭水蒸氣氣化的H₂體積分?jǐn)?shù),其中Na₂CO₃的效果最好。Na₂CO₃作用下,800℃時,H₂的氣體體積可達(dá)61.04%,較無添加時提升12.02%;Fe₂O₃作用下,800℃時,H₂含量可增至49.07%,提升6.3%;CaO作用下H₂的氣體體積分?jǐn)?shù)提升不明顯。在950℃時,添加劑對氣化提升產(chǎn)品氣中H₂含量的效果不明顯,氣化氣中H₂含量為62.53%。

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【部分圖文】：

圖1實(shí)驗(yàn)流程圖

該系統(tǒng)由水蒸氣發(fā)生裝置、熱解焦炭氣化裝置和氣化氣收集裝置3部分組成（如圖1）。氣化裝置由電子流量計、管式加熱爐、石英管、加熱控制臺、洗氣瓶、變色硅膠組成，加熱爐內(nèi)管均采用石英管制成，氣化反應(yīng)過程中升溫速率與終溫均由加熱控制臺自動控制。本實(shí)驗(yàn)的主要?dú)怏w成分（H2、CH4、CO、CO....

圖2無添加條件下溫度對氣化產(chǎn)品氣組分的影響

如圖2所示，氣化氣中H2體積分?jǐn)?shù)隨溫度的升高明顯增加，從750℃時的37.68%增加到950℃時的62.53%，增加了24.85%。其原因一方面是水煤氣反應(yīng)速率的加快，另一方面是反應(yīng)（5)～(7）均為吸熱反應(yīng)，反應(yīng)溫度的升高促使反應(yīng)正向移動，CH4和CnHm的有效重整是提升產(chǎn)品氣....

圖3Na2CO3添加下溫度對氣化產(chǎn)品氣組分的影響

添加Na2CO3后，玉米秸稈焦炭水蒸氣氣化產(chǎn)品氣成分變化規(guī)律為：在750～800℃之間明顯提高了H2體積分?jǐn)?shù)，750℃時比無添加的玉米秸稈H2體積分?jǐn)?shù)提高了14.54%，如圖3所示。H2產(chǎn)量隨溫度的升高逐漸上升，在800℃時，H2體積分?jǐn)?shù)已達(dá)到61.1%，此后隨著溫度的升高H2體....

圖4Fe2O3添加下溫度對氣化產(chǎn)品氣組分的影響

對于氣化而言，F(xiàn)e氧化物的添加一方面能起到催化作用，其中的活性成分降低了相關(guān)反應(yīng)的活化能同時增強(qiáng)了反應(yīng)的選擇性；另一方面能提供反應(yīng)所需的O，是良好的載氧劑，其形式分別為FeO、Fe3O4和Fe2O3，其中Fe2O3的氧化能力最強(qiáng)，而且Fe2O3能對氣化介質(zhì)進(jìn)行作用，使其分解，產(chǎn)生....

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