第二届中国化学链会议

为进一步提高生物合成气品质同时实现二氧化碳转化利用，本文提出了新型化学链脱氧气化方案：利用还原状态的铁酸钙载氧体诱导生物合成气提质与二氧化碳转化（脱氧反应器，CaO+Fe+CO₂/H₂O→Ca₂Fe₂O₅+CO/H₂），在生物炭还原作用下实现铁酸钙载氧体再生（再生反应器，Ca₂Fe₂O₅+C→CaO+Fe+CO/CO₂）。首先，利用Aspen Plus系统流程模拟软件验证了脱氧气化的可行性，并给出系统热负荷分布及优化脱氧区间；随后，实验考察了不同脱氧参数对生物合成气提质及二氧化碳转化利用的影响规律，结果表明，脱氧作用下合成气产量及品质均有大幅度提高（产量增加16.37%、CO₂浓度降低44.16%），且每转化1.000g生物质可转化0.324g二氧化碳温室气体；最后，建立了化学链脱氧气化过程的表面模型并开展了密度泛函理论（DFT），结果发现，二氧化碳的吸附活化最有可能发生在CaO(111)、Fe(110)与无定形碳的三相界面上。化学链脱氧有望为能源转化及二氧化碳减排提供新思路，该方案下的新型脱氧材料合成、动力学特性、反应器设计、系统开发等方面均有待深入研究。