松木屑超临界水气化制甲烷产气性能试验

摘要

以松木屑为试验原料,在自行设计的间歇式高温高压反应釜中进行超临界水气化制甲烷的实验。考查了反应温度、反应压力、松木屑浆料质量分数、粒径以及4种常用碱性催化剂和4种常用金属催化剂对松木屑在超临界水中气化制甲烷效果的影响。结果表明,反应温度对甲烷产量有重要影响,450℃时甲烷产量最高;反应压力的升高能促进松木屑气化,使甲烷产量变高;高质量分数的松木屑浆料不利于气化制甲烷,粒径对于甲烷产量和气化效率没有明显影响。在反应温度450℃、压力34 MPa,松木屑质量分数5%、粒径4.75~8.00 mm条件下碱性催化剂对甲烷产量的影响顺序为KOH〉K2CO3〉Na2CO3〉Ca（OH）2,金属催化剂对甲烷产量的影响顺序为Ni〉Co〉Fe〉Cu。8种催化剂中KOH效果最好,甲烷的摩尔分数、产量以及气化效率分别达到了38.5%,13.7mol/kg和84.7%,所得可燃气体的热值达到14 248.04 k J/kg。这些工作为生物质超临界水气化制甲烷的制备工艺完善和工程放大奠定了一定的实验基础。