【摘要】：能源一直是人類賴以生存和發(fā)展的重要資源,截至2017年,我國已連續(xù)17年成為全球能源消費增量最大的國家。由于我國人口多,能源需求大,面臨著巨大的供給壓力。我國是中藥生產(chǎn)大國,每年產(chǎn)生中藥渣數(shù)千萬噸,多以堆填處理,如何實現(xiàn)廢棄藥渣的資源化利用是目前面臨的一項重要任務(wù)。化學鏈氣化技術(shù)無需空分,可低成本生產(chǎn)高質(zhì)量合成氣,是目前氣化技術(shù)發(fā)展的重要趨勢。將化學鏈技術(shù)應(yīng)用在廢棄中藥渣的氣化,實現(xiàn)其資源化利用是一項較有潛力的中藥渣處理技術(shù)。本文利用同樣是工業(yè)廢料的赤泥作為載氧體,通過熱重分析儀、流化床反應(yīng)器開展了系列研究。首先對赤泥載氧體的煅燒溫度進行了篩選,煅燒溫度分別為1050℃、1150℃、1250℃,以N_2與CO的混合氣作為還原氣體,通過熱重分析儀進行測試分析,最終遴選出煅燒溫度為1050℃的載氧體作為氣化反應(yīng)的載氧體。通過熱重實驗測試中藥渣燃料與赤泥載氧體預先混合的樣品發(fā)現(xiàn)載氧體對中藥渣的氣化有著一定的積極作用,在800℃到升溫終止并恒溫的區(qū)間內(nèi),促進了CO_2對中藥渣內(nèi)固定碳的反應(yīng)。為了進一步探索更加合適的氣化反應(yīng)條件,在立式管式爐中進行了小型流化床實驗,綜合實驗結(jié)果來看,載氧體質(zhì)量:中藥渣質(zhì)量=4:1比較有利于制取H_2、CO合成氣,其它比例樣品生產(chǎn)的合成氣中CO比例較高而H_2比例過低。在反應(yīng)溫度的選擇上,以950℃較好,當反應(yīng)溫度過低時載氧體無法發(fā)生反應(yīng),且中藥渣熱解不充分,合成氣產(chǎn)量較低。對于通入水蒸氣來說,當水蒸氣流量為3 g/min時,生成的合成氣產(chǎn)量較高,且水蒸氣的通入有利于H_2的生產(chǎn),更加有利于制取合成氣。最后,通過XRD、SEM、EDS、BET等表征分析,對反應(yīng)前后的載氧體理化性質(zhì)演變進行深入分析,結(jié)果表明,反應(yīng)前后赤泥載氧體的晶體結(jié)構(gòu)相對穩(wěn)定,還原后載氧體中鐵元素以Fe_3O_4形式存在,水蒸氣的加入有利于載氧體孔隙結(jié)構(gòu)的保持,可以看出赤泥載氧體是比較理想的氣化載氧體。
【圖文】：

1 緒論無焰燃燒方式，，比傳統(tǒng)燃燒方式具有更高的能量方式具有 CO2的內(nèi)分離性質(zhì)，并且由于燃燒(載過程)不帶入氮氣，燃燒產(chǎn)生的 NOx也大大降低量的廣泛關(guān)注，化學鏈燃燒技術(shù)在 20 世紀 90日本、英國、美國和瑞典等國的許多科研機構(gòu)都的基本原理是以氧載體替代氧氣的作用，將傳統(tǒng)，通常分兩步進行，如圖 1-1 所示(針對氧載體應(yīng)發(fā)生在還原反應(yīng)器中，由載氧體供給氧元素，(Me)被分離出來送入氧化器與空氣直接接觸，輪循環(huán)。在整個過程中，氧載體起到傳遞氧的作

圖 1-2 化學鏈氣化反應(yīng)示意圖Figure 1-2 Chemical looping gasification reaction diagram平衡原理，在發(fā)生化學鏈氣化反應(yīng)時，兩個反應(yīng)器中[25,51]：應(yīng)器中：解反應(yīng)：CnH2mOx→ char + volatiles(CO2, CO, H2, CH4) 粒與熱解后的產(chǎn)物進行還原反應(yīng)：MeyOx+ CO → MeyOx-1+ CO2MeyOx+ H2→ MeyOx-1+ H2O 4MeyOx+ CH4→ 4MeyOx-1+ 2H2O + CO2MeyOx+ CH4→ MeyOx-1+ 2H2+ CO MeyOx+ C → MeyOx-1+ CO MeyOx+ C → MeyOx-2+ CO2反應(yīng)：
【學位授予單位】：中國礦業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TE665.3;X705

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