粗合成气熔融盐净化调质研究进展

合成气的主要成分为CO、H2，可作为燃料直接焚烧，也可以化学工业的基础原料用于合成燃料或化学品，或作为燃料电池燃料。合成气的制备工艺和途径很多，传统上以煤、天然气制备，现在也有采用生物质、城市生活垃圾等可燃物生产。气化、热解工艺中制备的粗燃气H2/CO比值低、CO2含量较高，不利于后续的利用，需要进行净化和调质。熔融盐具有高温稳定性，较宽范围内的低蒸气压、高的热容量、低黏度等优良特性；同时高温下气体中的HCl、H2S等污染物能被熔融盐介质吸收。目前熔融盐广泛应用于新材料制备，材料表面处理，燃料电池，太阳能热发电，煤气化，废弃物处理等方面。但对熔融盐粗燃气的净化调质作用还很少有相关报道。

中科院广州能源研究所固体废弃物资源与能源化利用实验室对熔融盐合成气调质，熔融盐S、Cl污染物脱除，熔融盐焦油裂解，净化重整理论模型等方面进行了研究。结果表明：1、熔融盐可以有效的吸收粗合成气合成气中的CO2，同时对合成气中的H2/CO比值进行调整。通过提高停留时间和反应温度可以控制制得合成气的H2/CO比值。2、实验条件下，粗合成气成分、熔融盐炉反应温度变化对CH4在熔融盐内的反应影响不大，CH4在熔融盐内的反应性较低，最终制备的合成气中的CH4含量需要通过上游工艺来控制。3、不同进气口H2S、HCl浓度、反应温度、气泡直径、进气流速对熔融盐S、Cl吸收率的影响都较小。熔融盐液面位置对H2S、HCl吸收率有较明显影响。H2S、HCl吸收主要限制步骤为H2S、HCl在气泡与熔融盐交界面处的气液传质过程。吸收H2S后产生的Na2SO4在径向上分布比较均匀，在轴向上总体呈现从顶层到底层S浓度逐渐增加的趋势；吸收HCl后产生的NaCl在轴向和径向上分布均比较均匀。

相关实验结果发表在燃料化学学报[2011,39(9):675-681]上。
 

HCl吸收率随熔融盐液面位置的变化



甲苯裂解率随熔融盐温度的变化


 

合成气组分随熔融盐温度的变化