传统的生物质气化制氢过程中存在着,气化效率低,氢浓度和产率不高,焦油产量大,能耗大等问题,在气化过程中加入催化剂是一种常用的解决方法,一些碱基工业废弃物(如电石渣和烧结法赤泥)煅烧后的产物中含有大量的CaO等碱金属氧化物,可作为气化过程中的催化剂。本文在自行搭建的固定床反应器中对两种典型的生物质玉米杆和杨木屑进行水蒸气气化实验,得出以下主要结论:(1)电石渣经过煅烧后其中约95%的含量为CaO,通过吸收气化气中的CO2、催化焦油分解、催化WSG反应,显著提高了生物质的气化产氢能力。当C/B由0增加到1.5时,杨木屑及与玉米杆气化气的H2浓度分别从34.34%增加到74.41%以及35.62%增加到71.42%,其H2浓度分别增加了约1.17倍和1倍,而H2产率分别增加了 2.89和1.74倍;气化气中CO2和CO浓度逐渐降低。随气化温度升高,H2产率持续增加,而H2浓度先升高后降低。GC-MS分析表明添加电石渣后,气化焦油中重质焦油向轻质焦油转化。电石渣循环使用5次后,H2浓度和产率分别下降了 2.13%和1.57%,表现出良好的循环使用性。(2)随赤泥与生物质的质量比(R/B)从0增加到0.5,杨木屑气化产气的H2浓度从34.34%增加到50.15%,而玉米杆的气化产气H2浓度由35.62%增加到47.26%,分别变为原来的1.46倍和1.33倍。随着R/B由0增加到2,杨木屑与玉米杆气化产气中H2产率分别增加到之前的1.82和1.75倍。气化焦油产量从分别降低到原来的83%和88%,赤泥促进气化焦油裂解的能力有限。通过水浴法用2%的K对赤泥进行改性后,H2产率明显上升。(3)在各气化条件中,气化温度对气化焦燃烧特性的影响最大,随着气化温度升高,杨木屑气化焦(PC)的燃烧特性增强,而玉米杆气化焦(CC)的燃烧特性降低。气化温度升高使得气化焦呈现出发达的多孔结构,脂肪族和含氧官能团物质含量降低,PC和CC的石墨化程度分别降低了 71.5%和56.9%。水蒸气加入量和气化时间对气化焦的燃烧特性影响不大。随气化温度改变,PC燃烧的动力学机理变化较小,CS焦燃烧的动力学机理变化较大,并可以用反应级数模型和扩散机理模型来解释。