铜渣催化气化木屑的实验研究和热力学分析

以木屑为原料,在铜渣催化气化木屑的实验平台上研究了气化剂和载气对气体产物成分及热值的影响。根据实验结果,当水蒸气当量比为0.058时,焦油产率降低了约50%,氢气产率提高了63.04%,气化效率达75.03%。在优化的实验条件下基于能量平衡建立熔融铜渣催化气化木屑的热力学分析方法,得到铜渣、木屑及水蒸气之间的耦合关系,1250℃的熔融铜渣的余热高达1.773 MJ/kg,充分利用铜渣显热和潜热气化木屑产生的合成气热值可高达13319 kJ。在最优气化工况下,1 kg原料气化需要1.92 kg铜渣,热态铜渣催化气化木屑的能量利用率可达62.94%。     

铜渣耦合木屑制备可燃气的热力学分析

从生物质的热解原理出发,以木屑为原料,使用热重分析方法研究了木屑的热解特性,并基于能量平衡对热态铜渣耦合生物质余热利用系统进行热力学分析。根据实验结果,木屑在热解终温分别为400、500、600、700、800℃时热解需热量分别为335、373、430、513、643 k J/kg。随着热解温度的升高,铜渣余热利用率逐渐增加,在800℃的热解温度下,铜渣余热利用率达86.78%。1 250℃的铜渣冷却至常温余热量达1 574.26 k J/kg,在热态铜渣耦合木屑反应体系中,气化1 kg的木屑只需1.92 kg的铜渣,系统的热损失为37.07%,能量转化率达69.46%,可产生热值为13 319 k J的可燃气。针对铜渣富含碱金属并含有大量余热的特点,铜渣耦合生物质制备可燃气具有很大的工业应用前景。