《表6 不同含水率混合物的最优结果对比》

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《二氧化碳等离子体处理生物质焦油》

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如前所述，与模拟化合物相比，生物质焦油真实样品不仅成分更复杂，而且含有较多的水，因此有必要揭示焦油含水率对焦油气化的影响。实验保持焦油-苯混合物进料速率在8.97 g/min左右，配伍不同的水的进料速率：1.36 g/min（混合物含水率为13.3%）、3.33 g/min（混合物含水率为27.1%）和7.64 g/min（混合物含水率为46.0%），考察含水率对焦油-苯混合物气化反应的影响。其他实验条件为输入功率13.5 k W，励磁电流8.0 A，Ar流量0.50 m3/h，CO2流量0.17～1.15 m3/h。三组不同含水率条件下，所得到的最优裂解结果及对应的条件如表6所示。可以看出，随着含水率的提高，混合物气化产物中合成气产量最高情况下所需CO2流量变小，说明水作为气化剂参与了反应。在等离子条件下，水分子可分解生成OH和H自由基，促进气化过程的进行。图11为不同含水率混合物气化实验中，产品气中H2与CO浓度的变化情况，可以看出，含水率越高，H2浓度越大，CO浓度越小，H2/CO摩尔比越大。这主要是因为含水率越高，水反应产生的H越多，导致反应器中H含量越多、CO含量越少。由此可以说明，若想提高产品气中H2的含量，可结合实际情况在反应时加入适量水，或者在反应前不对生物质焦油进行除水或仅少量除水，可减少后续的水煤气变换反应来增加H。但过多的水在加热气化时会消耗过多的能量，使反应器内温度下降，并且会限制等离子体中的电子密度，降低活性粒子的活性。因此在实际应用中，应根据所需产品气CO与H2比例、能耗等因素综合考量，合理调控焦油含水率以获取最佳效果。