废弃咖啡渣化学链气化反应特性

摘要：

利用溶胶-凝胶法制备了以Fe2O3为活性组分，天然凹凸棒土（ATP）为惰性载体，KNO3修饰的Fe4ATP6K1铁基复合载氧体。在高温流化床中考察了反应温度、水蒸气流量和O/C摩尔比对咖啡渣化学链气化过程的影响。结果表明，与以石英砂为床料的咖啡渣气化相比，以Fe4ATP6K1载氧体为床料的咖啡渣化学链气化对应的碳转化率由71.38%提高到86.25%。咖啡渣化学链气化的较优操作条件为：反应温度900℃、水蒸气量0.23 g·min?1、O/C摩尔比1；在此操作条件下，合成气产量达到1.30 m3·kg?1，氢气产量达到83.79 g·kg?1，氢气的平均浓度达到52.75%。通过X射线衍射（XRD）、扫描电镜-能谱（SEM-EDS）对900℃反应前后的Fe4ATP6K1进行表征，发现Fe相、K相、Si相可以发生相互作用，K以KFeSi3O8的形式存在于载氧体中，并且K在反应过程中有少量流失。20次氧化/还原过程中，铁基复合载氧体Fe4ATP6K1表现出较好的循环性能，碳转化率和冷煤气效率均保持在75%以上，各气体的平均浓度较稳定。

关键词：咖啡渣、颗粒物料、废物处理、化学链气化、铁基载氧体、合成气、流化床

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分类号：TK6;X705(生物能及其利用)

资助基金：国家自然科学基金项目21276129；青岛市应用基础研究计划项目14-2-4-5-jch；山东省自然科学基金重点项目ZR2015QZ02。@@@@supported by the National Natural Science Foundation of China21276129;the Applied Basic Research Programs of Science and Technology Commission Foundation of Qingdao14-2-4-5-jch;the Natural Science Foundation of Shandong ProvinceZR2015QZ02

在线出版日期：2016-05-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1303-1312