热科学与技术

作者：刘民伟,汪鹏,曾金灿,黄国日,尚楠,刘玺,任松彦,陈建标

单位：云南电网公司规划建设中心,中国科学院广州能源研究所,南方电网能源发展研究院有限责任公司,南方电网能源发展研究院有限责任公司,南方电网能源发展研究院有限责任公司,南方电网能源发展研究院有限责任公司,中国科学院广州能源研究所,南京工业大学

关键词：碳减排,化学链气化,含铁污泥灰,载氧体,气化特性,

基金：云南电网公司科技项目（YNKJXM20230013）

在“双碳”目标指引下，生物质化学链气化技术因可实现负碳排放而备受关注，进行推广应用有望促进能源领域的碳减排。本文以松木屑为生物质燃料、含铁污泥灰为废弃基载氧体，通过固定床反应器-气相色谱研究了含铁污泥灰制备条件优化和实验操作参数对化学链气化性能及循环稳定性的影响。实验结果表明，含铁污泥灰具有提供晶格氧的能力，可以促进松木屑的热解转化，且在煅烧温度800℃下制备的污泥灰催化性能最佳，获得的合成气热值最高，达到11.63MJ/Nm3。通过对含铁污泥灰进行水洗和酸洗处理，灰分中Fe2O3含量由53.37%分别升高至61.38%和64.46%，提高了晶格氧供给能力。进一步，对水洗和酸洗后的污泥灰进行不同比例、不同温度以及循环实验，发现松木屑的化学链气化反应性能均得到了一定提升，其中水洗污泥灰的最佳气化温度为800℃，合成气热值达到了13.89MJ/Nm3，酸洗污泥灰的最佳气化温度较低为750℃。经过水洗和酸洗处理的污泥灰在化学链气化过程中均展现出较为稳定的反应性能，且通过实验证明所含Fe2O3的还原遵循Fe2O3→Fe3O4→FeO/Fe的逐级反应过程。本研究通过探究含铁污泥灰制备条件和实验操作参数对松木屑化学链气化过程的影响规律，以期实现固体废弃物资源化利用、生物质高效转化和以废治废的目标，为其在能源领域推广应用和助力碳减排提供有益参考。

来源：2025年第3期

《热科学与技术》期刊编辑部

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