《熔融銅渣定向催化氣化城市生活垃圾制合成氣的研究》是依託昆明理工大學，由胡建杭擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：熔融銅渣定向催化氣化城市生活垃圾制合成氣的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：胡建杭
- 依託單位：昆明理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目利用有色冶金熔融銅渣在特定氣氛的熔池中有價金屬的析出、富集與城市生活垃圾中可燃組分的定向催化氣化之間的協同作用，進行生活垃圾定向催化氣化研究。分析生活垃圾中有機物各組分的大分子結構和分子間化學鍵，結合焦油生成與裂解機理，深入研究生活垃圾在熔池中銅渣的催化條件下，有機可燃組分大分子的結構解構和斷鍵的轉變規律，實現生活垃圾定向催化氣化制合成氣；最佳化高溫銅渣定向催化氣化生活垃圾製備合成氣的工藝參數，探索生活垃圾定向催化氣化的歷程和工藝，為生活垃圾高效能源化和零排放化處理提供思路；研究生活垃圾氣化過程對熔池中銅渣及垃圾熔渣中的有價金屬礦物富集或析出的促進機制，探索銅冶金渣中有價金屬人工成礦方法及綜合回收廢渣中有價金屬的相關科學問題，為有色冶金資源循環利用提供理論依據。
結題摘要
本項目在對生活垃圾主要可燃成分氣化機理進行分析的基礎上，構建了生物質氣化過程中大分子在熱化學條件下的解構規律，分析了氣化焦油的組成成分隨氣化溫度升高的變化規律，完善了氣化焦油產生機理理論。採用氫氣還原和氧化煅燒的方法對銅渣進行改性，研究了改性過程中銅渣中Fe元素的價態分布和銅渣中各礦物相的遷移轉化和富集規律，煅燒改性渣主要物相組成為鐵氧化物（Fe3O4和Fe2O3）和鐵橄欖石，還原改性渣主要物相組成為金屬Fe和鐵橄欖石。開展了銅渣催化焦油裂解制合成氣性能研究，銅渣、煅燒銅渣和還原銅渣催化焦油裂解順序為煅燒銅渣＞銅渣＞還原銅渣，催化反應後合成氣中H2體積分數增加。焦油催化裂解過程中合成氣組成對銅渣中Fe元素的存在價態具有重要影響，催化反應後Fe元素主要以FeO-Fe2SiO4、Fe-FeO-Fe2SiO4或Fe-Fe2SiO4的形式存在。分析了合成氣氣氛變化與銅渣中Fe元素富集析出兩者之間的協同作用，為人工成礦理論提供依據。構建了銅渣與生物質混合熱解和氣化過程的反應動力學模型。研究了反應溫度、水蒸氣/生物質比(S/B)、銅渣/生物質比（C/B）以及不同煅燒溫度的銅渣對生物質氣化製取合成氣品質的影響規律。利用高溫銅渣的顯熱作為外熱源，開展了銅渣催化松木屑水蒸氣氣化的實驗研究，計算了回收利用的銅渣顯熱量和餘熱利用率。本項目為生活垃圾的高效能源化和零排放化處理提供思路，為有色冶金資源的循環利用提供理論依據。
