【文章內(nèi)容簡介】 率并且降低它們的分解溫度。Lahijani 等[30]對油棕櫚殼的二氧化碳?xì)饣M(jìn)行了研究，該項研究中主要圍繞鐵化合物對反應(yīng)的催化作用。氣化溫度為800～1000℃，催化劑的使用量為1%～7%，反應(yīng)結(jié)果表明，催化劑可以有效提高反應(yīng)的效率，并且不同鐵化合物的催化效果也不同，催化作用強度為：Fe(NO3)3FeCl3Fe2(SO4)3。Zhou等 [31]利用TGA研究了催化劑對石油焦二氧化碳?xì)饣淖饔?，催化劑的催化效率為FeCl3Fe(NO3)3FeSO4。在眾多的研究當(dāng)中，Kannan等[10]對生物質(zhì)二氧化碳催化氣化研究中指出，硅元素的存在抑制了K和Ca的催化效果。作者對10種不同的生物質(zhì)焦炭進(jìn)行了氣化研究，其中8種含有少量的Si，另外2種Si含量較高，反應(yīng)溫度為700℃。Si含量較少的8種生物質(zhì)焦炭的反應(yīng)速率隨K和Ca含量的增加而呈線性增加。而Si含量較多的2種生物質(zhì)反應(yīng)速率相對較低。并且該實驗還通過含Si量很少的馬鈴薯渣進(jìn)行了證實，反應(yīng)中隨著Si的不斷添加，反應(yīng)速率明顯降低。該研究還指出，Si對K催化劑的抑制作用強于對Ca催化劑的抑制作用。綜上所述，催化劑可以有效提高二氧化碳?xì)饣磻?yīng)的速率，通過添加催化劑可以適當(dāng)降低反應(yīng)的溫度。但是有些催化劑的價格高，活性容易受到反應(yīng)的影響等缺點還應(yīng)當(dāng)受到足夠的重視，在催化劑的開發(fā)于利用中，應(yīng)該從降低成本、提高活性和循環(huán)再利用等方面考慮。 反應(yīng)中CO的影響Ollero等[32]研究CO對二氧化碳?xì)饣挠绊憰r，認(rèn)為有以下的反應(yīng)過程：式中：Cf—活性炭，C(O)—碳氧的復(fù)合體。CO促進(jìn)反應(yīng)的逆反應(yīng)從而減少穩(wěn)定的C(O)濃度，對整個反應(yīng)的速率有不利的影響。假設(shè)反應(yīng)中C(O)是穩(wěn)定的，可以得到蘭格繆爾－欣謝爾伍德動力學(xué)公式：從公式中也可以看出CO不利于反應(yīng)的速率。Huang等[33]利用同樣的理論對其實驗結(jié)果進(jìn)行了解釋，主要研究了H2和CO對焦炭二氧化碳?xì)饣挠绊?，實驗結(jié)果顯示，焦炭完全反應(yīng)所用時間隨著CO分壓增加而延長，當(dāng)CO的體積分?jǐn)?shù)為0%、10%、20%和30%時，完全反應(yīng)所用時間分別為30和50min。從表1[34]中可以看出，CO對西班牙褐煤焦炭的二氧化碳?xì)饣幸种谱饔?。該實驗通過加壓熱重分析儀在1000 ℃下進(jìn)行了測定，氣化速率隨著CO分壓的增加而降低。隨著反應(yīng)壓力的增加，CO2和CO的分壓都會增加，但是CO2的摩爾分?jǐn)?shù)隨著反應(yīng)會不斷降低。因此，可以認(rèn)為由于CO的抑制作用使氣化速率降低。表1 CO對西班牙褐煤焦炭的二氧化碳?xì)饣俾实挠绊慣able 1 The effects of CO to the CO2 gasification of tar of Spanish lignite壓力（PT）CO2 /%CO /%速率（Rate）/s1104104104104104從以上結(jié)論可以看出，CO濃度過高會抑制整個反應(yīng)的進(jìn)行，這一問題可以從以下2個方面解決：1）在反應(yīng)過程中應(yīng)及時將CO移走，降低反應(yīng)器中CO的濃度；2）適當(dāng)增加反應(yīng)器中CO2的濃度，從而降低CO的分壓，促進(jìn)反應(yīng)（5）向右進(jìn)行。2 生物質(zhì)二氧化碳?xì)饣膽?yīng)用前景從能源利用方面，生物質(zhì)二氧化碳?xì)饣夹g(shù)可以利用原料豐富的生物質(zhì)，將其轉(zhuǎn)化為高品質(zhì)的合成氣，有效解決生物質(zhì)直燃的問題。從環(huán)境保護(hù)方面，生物質(zhì)二氧化碳?xì)饣哂袦p少大氣中二氧化碳的排放和將環(huán)境中生物質(zhì)廢棄物轉(zhuǎn)化為能源等優(yōu)點。因此，生物質(zhì)二氧化碳?xì)饣鹪絹碓蕉嗟难芯空叩闹匾暋?廢棄物處理 隨著生活廢棄物和農(nóng)作物廢棄物的不斷增加，帶來了一系列的環(huán)境污染和資源浪費問題。生物質(zhì)氣化可以將廢棄物變成有用的燃料，這不僅解決了廢棄物的問題，還解決了能源短缺的問題。生物質(zhì)二氧化碳?xì)饣谏镔|(zhì)氣化中顯示出了其突出作用，解決以上問題的同時還可以解決溫室效應(yīng)的問題。二氧化碳?xì)饣夹g(shù)可以氣化不同的廢棄物：在Ahmed等[3]人的研究當(dāng)中，氣化原料為硬紙板和紙。作者指出，二氧化碳?xì)饣夹g(shù)對廢棄物的氣化和將低品質(zhì)燃料變成高品質(zhì)合成氣有重要作用。MarquezMontesinos等[28]對葡萄柚皮的二氧化碳和水蒸氣氣化作了研究，結(jié)果表明，葡萄柚皮中含有很多無機礦物質(zhì)，大大提高了氣化的速率。氣化之后的灰燼中含有豐富的鉀元素，可以進(jìn)一步用作肥料。這說明二氧化碳?xì)饣夹g(shù)是一種解決葡萄柚皮廢棄物的有效方法。木材加工一直是一個重要的產(chǎn)業(yè)，但是木材處理的過程中會產(chǎn)生大量的木屑等廢棄物，如何對這些廢棄物進(jìn)一步合理處理尤為重要。Tancredi等[35]對桉木廢料的二氧化碳?xì)饣髁搜芯?，通過小心地調(diào)節(jié)空隙結(jié)構(gòu)的形成，二氧化碳部分氣化可以方便地得到活性炭。研究還發(fā)現(xiàn)木屑中所含的Na和K元素可以有效提高氣化的速率。通過以上研究可以發(fā)現(xiàn)，二氧化碳可以有效氣化生活中的紙質(zhì)、果皮、木屑等廢棄物，二氧化碳?xì)饣瘜τ诮鉀Q生物質(zhì)廢棄物堆積和能源短缺等問題有非常好的前景。 解決能源利用問題生物質(zhì)二氧化碳?xì)饣蟮玫降暮铣蓺饪梢杂糜诎l(fā)電，供熱，產(chǎn)生動力以及液體燃料合成等。目前用于發(fā)電和供熱的原料主要是煤資源，而煤資源是不可再生資源，并且燃燒過程中會釋放大量的硫化物和氮化合物，對環(huán)境有嚴(yán)重的危害，生物質(zhì)可以代替煤的使用，起到循環(huán)利用能源和保護(hù)環(huán)境的作用。目前，生物質(zhì)二氧化碳?xì)饣a(chǎn)生的合成氣一般處于低熱值和中熱值水平，在今后的研究中應(yīng)當(dāng)尋求有效提高合成氣熱值的方法，從而用于機車的動力產(chǎn)生。費托（FT）合成在液體燃料合成的方法中是一種有效的方法，合成的液體燃料可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的柴油、煤油和汽油的使用。FT合成的關(guān)鍵問題是解決CO和H2配比的問題，根據(jù)合成反應(yīng)式：H2與CO的比為2：1，:1[36]。由于生物質(zhì)二氧化碳?xì)饣兄饕a(chǎn)生的是CO，氫氣含量較低。解決這個問題需要通過外部添加氫氣的方式，或者將單純的二氧化碳?xì)饣瘎└某啥趸己退魵饣旌系臍饣瘎?，這樣可以有效提高合成氣中H2與CO的比值。3 結(jié) 語生物質(zhì)二氧化碳?xì)饣梢杂行Ы鉀Q溫室氣體增加、能源短缺以及廢棄物堆放等問題。但是生物質(zhì)二氧化碳?xì)饣匀淮嬖谝恍﹩栴}：1）生物質(zhì)二氧化碳?xì)饣^程需要外界提供大量的熱能，增加了整個過程的費用；2）僅利用二氧化碳作為氣化劑會產(chǎn)生大量的焦油，對設(shè)備有一定的腐蝕作用。解決該問題可以在氣化劑中添加一定比例的氧氣，氧氣氣化會釋放大量的熱量，從而有效提高氣體溫度和裂解部分焦油[11]；3）生物質(zhì)二氧化碳?xì)饣难芯肯啾让禾康亩趸細(xì)饣^少，研究也只是停留的理論研究，沒有將其利用到實際應(yīng)用當(dāng)中。雖然通過對二氧化碳?xì)饣膭恿W(xué)研究，可以進(jìn)一步得出反應(yīng)中各個因素對反應(yīng)的影響，但是不同條件、不同反應(yīng)物以及反應(yīng)的不同階段動力學(xué)也會有差異，所以動力學(xué)公式也不能完全解釋整個反應(yīng)的機理，在生物質(zhì)二氧化碳?xì)饣难芯窟^程中也不能完全依靠動力學(xué)公式來解決二氧化碳?xì)饣瘑栴}。綜上問題，將來應(yīng)當(dāng)注重降低氣化成本研究和實際應(yīng)用技術(shù)的開發(fā)。參考文獻(xiàn)：