旋轉弧等離子體轉化甘油、油脂制合成氣研究.pdf

1、廢棄油脂是在餐飲業(yè)中產生的不能再食用的油脂，我國每年產生廢棄油脂500多萬噸，不僅造成嚴重的環(huán)境污染，更容易引發(fā)各種社會問題。粗甘油是生物柴油生產過程中產生的最主要的副產物，其產量已嚴重過剩。目前對廢棄油脂和粗甘油的處理工藝面臨著諸多問題，因此開發(fā)一種綠色高效的新工藝是解決廢棄油脂和粗甘油資源化利用難題的關鍵。熱等離子體具有高溫、高焓、活性粒子密度大的特點，可將廢棄油脂和粗甘油直接轉化為合成氣，其工藝流程短且無需催化劑，是一種極具發(fā)展前

2、景的處理廢棄油脂和粗甘油的新方法。本文采用自制的旋轉弧等離子體炬/反應器開展轉化粗甘油和廢棄油脂制合成氣的研究，系統(tǒng)考察了操作參數(shù)對轉化效果的影響，為開發(fā)綠色高效的廢棄油脂和粗甘油制合成氣技術提供必要的依據(jù)。
　　以甘油/水混合物作為粗甘油的替代物，考察了輸入功率、進料速率、水/甘油質量比和磁感應強度對甘油轉化過程的影響。研究結果表明，主要氣體產物為CO、H2、 CO2和烴類，其中CO和H2可占氣體產物總量的92.17vol％～9

3、7.78vol％。隨著輸入功率的增大或進料速率的減小，H2含量增加而CO2和烴類含量減少，碳轉化率可增加至100％，能量轉化效率存在最大值64.54％。增加水/甘油質量比后氣體產物中H2和CO2含量增加而CO和烴類含量減少，能量轉化效率和合成氣收率降低，碳轉化率不變，H2/CO摩爾比由1.49增加到1.95，可用于后續(xù)合成二甲醚。磁感應強度對大豆油轉化效果的影響很小，主要起保護陽極的作用。與其它形式的等離子體轉化粗甘油相比，本文的碳轉化

4、率和合成氣收率更高，氣化效果更好。經過技術經濟性分析，生產H2/CO摩爾比為1.5的合成氣，最佳條件為輸入功率/進料速率0.21 kW/(g· min-1)，水/甘油質量比0.18。此條件下碳轉化率為99.27％，能量轉化效率為64.39％，H2/CO摩爾比為1.48，CO和H2的收率為91.06％和82.33％，合成氣的成本為1.58元/Nm3。
　　以大豆油作為廢棄油脂的替代物，考察了輸入功率、水/大豆油質量比、磁感應強度對大

5、豆油轉化過程的影響。與甘油轉化實驗類似，氣體產物主要為CO、H2、 CO2和烴類，CO和H2占氣體產物總量的89.30vol％～95.08vol％，略低于轉化甘油所得合成氣。增加輸入功率，碳轉化率增加到98.53％，能量轉化效率在17.86 kW時有最大值72.86％。由于氣體產物組成變化較小，H2/CO摩爾比在2.45～2.68之間。水/大豆油質量比主要影響氣體產物組成和能量轉化效率，對碳轉化率的影響很小。增加水/大豆油質量比，CO和

6、H2收率下降，H2/CO摩爾比由2.13增加到2.58，可用于后續(xù)合成甲醇或費托合成。磁感應強度對大豆油轉化效果的影響很小。生產H2/CO摩爾比為2～2.5的合成氣，最佳工藝條件為輸入功率/進料速率為0.17 kW/(g· min-1)，水/大豆油質量比為1.38。此條件下碳轉化率為86.28％，能量轉化效率為72.86％， H2/CO摩爾比為2.56，CO和H2的收率為59.46％和76.93％，合成氣成本1.39元/Nm3，低于甘油