【摘 要】
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煤与生物质共气化制富氢合成气是煤和生物质高效清洁利用领域的研究热点,为了提高气化效率通常需要加入催化剂以提高气化活性和产氢效率,另一方面CO2的资源化利用也是目前科学界广泛关注的问题。本研究以贵州地方特色资源无烟煤（anthracite,Coal）和固体废弃物拜耳法赤泥（red mud,RM）以及白酒酒糟（spirit-based distillers’grains,SDG）为原料,利用固定床反应
【基金项目】
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国家重点研发计划项目固废资源化专项,“西南化工冶金特色产业集聚区固废规模利用集成示范”（项目编号:2018YFC1903500）； 贵州省重大应用基础研究项目,“贵州煤质特性对其气化活性的影响与气化效能关系研究”（项目编号:黔科合JZ字[2014]2004）； 贵州省科技计划项目,“磷石膏/电解锰渣/赤泥综合利用关键技术研
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煤与生物质共气化制富氢合成气是煤和生物质高效清洁利用领域的研究热点,为了提高气化效率通常需要加入催化剂以提高气化活性和产氢效率,另一方面CO2的资源化利用也是目前科学界广泛关注的问题。本研究以贵州地方特色资源无烟煤（anthracite,Coal）和固体废弃物拜耳法赤泥（red mud,RM）以及白酒酒糟（spirit-based distillers’grains,SDG）为原料,利用固定床反应装置,研究了RM、SDG和Coal在不同气化剂气氛（H2O、CO2和H2O/CO2）中的共气化反应特性及协同效应机制。研究的主要内容及结论如下:（1）在水蒸气气氛中考察了不同物料配比条件下,RM、SDG和Coal共气化的反应特性。对气化反应活性的研究表明加入RM可以提高气化反应速率,对协同因子进行研究发现RM和SDG共同发挥催化作用时,最终的催化效率不是各自催化效率的加权平均,而是两个组分协同催化作用的结果。（2）利用双级固定床反应装置研究了RM和SDG对煤水蒸气气化的协同效应机理,结果表明协同效应是由于RM和SDG中的Fe、K和Ca等在气化反应过程中会形成均匀分散的熔融微球,这些含有催化活性组分的共熔物会催化水煤气转换反应从而提高气化活性和H2产率,但同时也会导致CO2的产率提高。（3）考察了H2O/CO2混合气氛下共气化的反应特性,发现H2O/CO2共气化时H2的瞬时释放速率远高于单独使用H2O和CO2气化剂时的瞬时释放速率之和,这表明H2O/CO2共气化具有协同效应。同时,H2O/CO2的混合气氛中RM和SDG对气化反应仍表现出协同催化作用。（4）利用固定床反应装置研究了不同气化剂组成时,H2O/CO2共气化的反应特性和协同效应机理。结果表明H2O/CO2对气化反应的协同效应促进了蒸汽气化反应和水煤气转换反应,从而提高了H2产量。同时,协同效应对Boudouard反应和甲烷化反应也具有促进作用。
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