稻壳炭气化制取富氢气体及富硅材料的研究

来源：江苏农业科学杂志2022年第第24期北京时间：

作者：岳金方;任菊荣;孙云娟;徐卫;许玉;应浩

单位：1.扬州工业职业技术学院，江苏扬州 225127；2.中国林业科学研究院林产化学工业研究所/生物质化学利用国家工程实验室/国家林业和草原局林产化学工程重点实验室/江苏省生物质能源与材料重点实验室，江苏南京 210042

摘要：稻壳是稻谷加工的剩余物，稻壳炭是稻壳热解得到的副产物；稻壳炭中富含碳和二氧化硅，与水蒸气反应可以得到富氢气体，同时得到富含二氧化硅的稻壳灰副产物，具有与硅灰相媲美的高硅火山灰活性，可以作为高性能的无机材料、建筑材料、吸附材料及催化剂载体等高附加值的产品加以利用。为获得富氢气体及富硅材料，以热解副产物稻壳炭为原料，在固定床反应器中以水蒸气为气化剂气化制备富氢气体，探究稻壳炭的气化反应特性及气化产物分布与温度的关系，调控不同温度条件下的稻壳炭气化反应，通过生成气的组分分析及灰分生成率研究了气化温度对富氢气体产率、组分分布的影响；研究了稻壳炭气化固体剩余物稻壳灰的特性，对其进行SEM、XRD等表征，分析了其主要成分、表面结构等，研究反应温度对稻壳灰材料结构的影响。研究结果表明，反应温度的增加使气化产气率、产氢率及炭转化率均增加，950 ℃为最佳产气反应温度，产气率为2.1 L/g生物质，产氢率达到107.91 g/kg生物质，炭转化率为81.83%；气化固体剩余物稻壳灰的结构性质的变化趋势，则是反应温度越高，剩余物稻壳灰的灰分含量越高，SiO2含量也越高，但其片层结构破坏程度越严重，同时其中更多的无定形SiO2形成结晶，850 ℃以上则SiO2更容易以晶体形式存在。

关键词：稻壳炭;气化;富氢气体;稻壳灰;二氧化硅