草浆黑液半焦直接苛化水蒸气气化特性研究

采用管式炉在750~900℃内进行了草浆黑液半焦水蒸气气化实验,考察了温度、苛化剂TiO2对气体产物及固体产物的影响;采用热重分析仪在850℃下进行了半焦的水蒸气气化实验,探究了TiO2对半焦热失重特性的影响。结果表明:在750~900℃内,TiO2的添加使得气体产物中CO2增加约5%、H2减少约5%,碳转化率上升约10%,产气热值下降约7%;TiO2可避免气化过程中熔融物的生成;随着温度的升高,固体产物中无机盐的种类未发生变化;TiO2与半焦中的Na2CO3反应生成Na2O·nTiO2,与Na2SiO3结合生成Na2TiSiO5,改变了元素Na与Si的存在形态。     

硫酸盐黑液直接苛化与水蒸气气化研究

采用锐钛矿型二氧化钛对两种硫酸盐黑液半焦在860℃的温度下进行了直接苛化与水蒸气气化实验.结果表明:黑液半焦中的有机碳可在6 min内气化完毕,直接苛化反应也可在此时间内完成;气化所得气体的干基高位热值约10 MJ/m3;气化与直接苛化所得固体产物熔点高于900℃且粉末状态良好,主要成分为五钛酸钠,该产物水解后生成氢氧化钠和不易继续水解的三钛酸钠;回收的三钛酸钠继续用于直接苛化实验时,固体产物没有发生结块现象,可以循环利用;约占黑液总硫20％的硫以非还原态留存于气化残余固体中.     

硫酸盐黑液热解特性分析

采用可视化单液滴反应器观察硫酸黑液在400～800℃范围内的热解膨胀行为,判断较低和较高温度下的不同膨胀特性。测定了3种硫酸盐黑液在450～850℃范围内热解永久性气体中H_2、CO、CO_2和CH_4相对含量,考察热解气体中大量H_2的主要来源。热解导致的总硫释放量通过对热解焦的分析得到,并用碘量法确定了气相中H_2S含量。结果表明:高于500℃时,黑液膨胀至最大体积后将开始收缩,而低于此温度则膨胀至最大体积后保持不变;黑液热解永久性气体中H_2的含量较高,在惰性载气连续吹扫的情况下,水蒸气并未参与热解焦气化反应,几乎全部的H_2均来自黑液有机物的分解;低于650℃时总硫与H_2S释放量随温度升高而增加,而高于此温度时释放量反而逐渐减少。