滇池底泥-褐煤超臨界水共氣化制氫實(shí)驗(yàn)研究

王奕雪 ，寧 平 ，谷俊杰 ，田森林 ，關(guān)清卿 ，夏鳳高，韋朝海

（1 昆明理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，云南 昆明 650500；2 華南理工大學(xué)環(huán)境與能源學(xué)院，廣東 廣州 510006）

氫氣是一種清潔、高效的綠色能源。生物質(zhì)在超臨界水中氣化制氫是一項(xiàng)高效、清潔的制氫技術(shù)。當(dāng)純水被加溫、加壓到374℃、22.1 MPa（臨界點(diǎn)）以上，水成為一種超臨界流體，稱為超臨界水（supercritical water，SCW）[1]。SCW 是一種均勻的、有高擴(kuò)散性、高傳遞特性的非極性溶劑，作為化學(xué)反應(yīng)介質(zhì)，具有良好的傳遞和溶解特性。Kruse等[2]提出，超過(guò)臨界點(diǎn)時(shí)，密度的急劇下降引起靜態(tài)相對(duì)介電常數(shù)急劇下降，對(duì)于非極性溶劑，鹽溶解能力下降；超過(guò)臨界點(diǎn)時(shí)，有機(jī)物和一些永久性氣體（氮?dú)?、氫氣、氧氣等）能與SCW 以任意比混溶。生物質(zhì)在SCW 中氣化（supercritical water gasification，SCWG）是利用超臨界狀態(tài)下的水作為反應(yīng)介質(zhì)，生物質(zhì)在其中進(jìn)行熱解、氧化、還原等一系列熱化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程，主要的產(chǎn)物是氫氣、二氧化碳、一氧化碳、甲烷、含C2～C4的烷烴等混合氣體，然后通過(guò)氣體分離和壓縮等工業(yè)上成熟的化工過(guò)程獲取高純度氫氣。與常壓下高溫氣化過(guò)程相比，SCWG 具有勻相介質(zhì)異構(gòu)化反應(yīng)中因傳遞而產(chǎn)生的阻力沖擊減小、高固體轉(zhuǎn)化率、直接在高壓下獲得氫氣、反應(yīng)器體積小、存儲(chǔ)時(shí)耗能少等優(yōu)點(diǎn)[3]。SCWG 具有三大反應(yīng)：蒸汽重整[式（1）]、水氣變換[式（2）]和甲烷化[式（3）、式（4）][4]。

關(guān)于生物質(zhì)與煤共氣化制氫的實(shí)驗(yàn)研究報(bào)道較少。閻秋會(huì)等[5]考察了生物質(zhì)模型化合物羧甲基纖維素鈉（CMC）與煤、原生生物質(zhì)玉米芯與煤的超臨界水氣化制氫效果，初步實(shí)驗(yàn)表明CMC/煤、玉米芯/煤共超臨界水氣化制氫均存在協(xié)同效應(yīng)。李克忠等[6]以富氧空氣和水蒸氣為氣化介質(zhì)，考察了空氣當(dāng)量比、水碳比、生物質(zhì)比例及生物質(zhì)種類對(duì)燃?xì)饨M成和氣體產(chǎn)率的影響。結(jié)果表明，對(duì)于煤和稻草混合體系，稻草質(zhì)量比為33%時(shí)，空氣當(dāng)量比增加，CO2含量顯著增加，H2、CO 及CH4含量減少，氣體產(chǎn)率增加；水碳比增加，CO2和CH4含量增加，CO 及H2含量減小，氣體產(chǎn)率先增加后減小；生物質(zhì)比例增加，CO2、H2及CH4含量增加，CO含量降低，氣體產(chǎn)率先增加后減小，當(dāng)生物質(zhì)比例小于50%時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)體系的穩(wěn)定運(yùn)行。左洪芳等[7]以褐煤和焦化廢水配制的水煤漿為原料，考察了450～600℃、水煤漿濃度20%～50%時(shí)褐煤-焦化廢水在超臨界水中連續(xù)氣化制氫的影響。結(jié)果表明，在褐煤-焦化廢水超臨界水共氣化制氫過(guò)程中，存在明顯的協(xié)同效應(yīng)。在漿濃度為20%、600℃、25 MPa的條件下，褐煤-焦化廢水共氣化的H2產(chǎn)率和碳?xì)饣时认嗤瑮l件下二者單獨(dú)氣化的加權(quán)平均值分別增加了141.9 mL/g和6.1%。

滇池底泥與褐煤共氣化制氫的實(shí)驗(yàn)研究未見(jiàn)報(bào)道。滇池是我國(guó)“三湖”治理中的重要環(huán)境保護(hù)目標(biāo)。底泥疏浚是清除滇池內(nèi)源污染的主要措施，是滇池治理六大工程之一[8-9]。滇池草海一期疏浚底泥640萬(wàn)立方米，草海周邊各堆場(chǎng)總庫(kù)容超過(guò)623萬(wàn)立方米，占用土地面積1965 畝（1 畝=666.67 m2）。目前正在對(duì)滇池外海底泥淤積嚴(yán)重的入湖河口及重點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行底泥疏浚，疏浚范圍8.9 km2，預(yù)計(jì)需堆場(chǎng)庫(kù)容大于900萬(wàn)立方米，占用土地面積約3000畝。滇池底泥具有能源物質(zhì)特征[10-11]。其含有大量的可溶性糖類、纖維素、木質(zhì)素、脂肪、蛋白質(zhì)等有機(jī)質(zhì)，固定碳、氫元素含量較高?？崭苫臀话l(fā)熱量約為8 MJ/kg，具有較高能源開(kāi)發(fā)利用價(jià)值。滇池底泥除重金屬含量較高外，堿金屬及其它金屬含量也很高，其金屬元素一方面是環(huán)境污物質(zhì)，另一方面可作為底泥催化分解過(guò)程的催化活性組分利用。所以，滇池疏浚底泥屬于產(chǎn)生量大、含水率高、熱值及有機(jī)質(zhì)含量較高的固體廢物，作為能源物質(zhì)在許多方面與水煤漿具有相似特性。而褐煤是一種SCWG 較成熟的物質(zhì)[12-14]。云南則為我國(guó)褐煤資源的主要集中區(qū)之一。褐煤的水分在各類煤中是最高的，全水分一般可達(dá)10%～40%，年輕褐煤水分可達(dá)50%～60%甚至更高。長(zhǎng)途運(yùn)輸高水分、低熱值的褐煤在經(jīng)濟(jì)上是不合算的，褐煤的高水分也增加了氣化過(guò)程的熱能消耗，對(duì)氣化無(wú)益，而如對(duì)褐煤進(jìn)行干燥，經(jīng)濟(jì)上成本很高。對(duì)其進(jìn)行SCWG 有望成為較高效節(jié)能的產(chǎn)能方式。若滇池疏浚底泥與褐煤進(jìn)行共氣化具有協(xié)同作用，將其中的碳、氫等元素轉(zhuǎn)化為燃料氣，將重金屬和富營(yíng)養(yǎng)元素有效分離，這樣不僅可解決滇池疏浚底泥占用土地問(wèn)題，還可合理實(shí)現(xiàn)底泥的無(wú)害化、減量化和資源化。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 實(shí)驗(yàn)原料

實(shí)驗(yàn)采用云南山新村褐煤（云南煤化集團(tuán)提供）及滇池疏浚底泥（后文中簡(jiǎn)稱底泥）為原料。磨細(xì)，過(guò)篩待用，粒徑在100～120目之間。催化劑為K2CO3。水為去離子水。表1為兩種原料的工業(yè)分析和元素分析。底泥中元素含量見(jiàn)表2。

1.2 實(shí)驗(yàn)裝置

實(shí)驗(yàn)在間歇式SCW 反應(yīng)裝置上進(jìn)行，流程見(jiàn)圖1。反應(yīng)釜容積為500 mL，反應(yīng)釜釜體材質(zhì)選用NS336 耐溫防腐材料。設(shè)計(jì)壓力為32 MPa，設(shè)計(jì)溫度為700℃，采用電加熱方式升溫，加熱功率4 kW。壓力通過(guò)水量控制。采用磁力攪拌。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

通過(guò)前期實(shí)驗(yàn)，本實(shí)驗(yàn)選取反應(yīng)器內(nèi)溫度為550℃，反應(yīng)停留時(shí)間20 min。壓力通過(guò)水量控制，在多次實(shí)驗(yàn)后選取可使壓力適中的水量。在溫度保持穩(wěn)定后，壓力也基本保持穩(wěn)定，本實(shí)驗(yàn)反應(yīng)過(guò)程中壓力維持在24～28 MPa 之間。前期實(shí)驗(yàn)先以褐煤為實(shí)驗(yàn)對(duì)象探索最佳氣化條件。本實(shí)驗(yàn)選取最佳氣化實(shí)驗(yàn)條件為：溫度550℃（以平均約3℃/min的升溫速率進(jìn)行升溫），壓強(qiáng)約為25 MPa，催化劑添加量為反應(yīng)原料的20%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），水煤比為10∶1（質(zhì)量比），反應(yīng)停留時(shí)間20 min，。分別將褐煤、底泥單獨(dú)進(jìn)行SCWG 反應(yīng)后，再將二者按不同混合比例進(jìn)行共氣化，共氣化中底泥/褐煤混合比例（質(zhì)量比）分別為：1∶9、2∶8、3∶7、4∶6、5∶5。

表1 褐煤、底泥的的工業(yè)分析及元素分析

圖1 實(shí)驗(yàn)裝置流程圖

將預(yù)先混勻的褐煤/底泥、水、催化劑置入反應(yīng)釜密封，用N2排盡反應(yīng)釜內(nèi)空氣后開(kāi)始升溫。升溫過(guò)程中以一定轉(zhuǎn)速對(duì)反應(yīng)釜內(nèi)物質(zhì)進(jìn)行攪拌。到達(dá)反應(yīng)溫度停留20 min 后通過(guò)背壓閥快速泄壓釋放產(chǎn)物。產(chǎn)物冷卻后通過(guò)氣液分離分別收集氣體和液體。待反應(yīng)釜冷卻后取出固體殘?jiān)?/p>

氣體流量通過(guò)濕式氣體流量計(jì)讀取，并統(tǒng)一換算成標(biāo)準(zhǔn)氣量。氣相檢測(cè)用GC522-TCD 熱導(dǎo)檢測(cè)器氣相色譜進(jìn)行，高純Ar為載氣。液相檢測(cè)用氣質(zhì)聯(lián)用（安捷倫7890GC-5957MSD）進(jìn)行定性檢測(cè)，高純He為載氣。固體殘?jiān)M(jìn)行掃描電鏡（SEM）及能譜分析（EDS）。

2 結(jié)果與討論

2.1 反應(yīng)原料的影響

2.1.1 反應(yīng)原料對(duì)氣相收率及碳?xì)饣实挠绊?/p>

溫度550℃、壓強(qiáng)約25 MPa、催化劑添加量為反應(yīng)原料的20%、水煤比10∶1、反應(yīng)停留時(shí)間20 min的反應(yīng)條件下，原料對(duì)氣相收率和碳?xì)饣蔥見(jiàn)式（5）]的影響見(jiàn)圖2。

氣相收率從高到低排序?yàn)椋旱啄鄦为?dú)氣化＞底泥-褐煤共氣化＞二者加權(quán)平均值＞褐煤?jiǎn)为?dú)氣化。褐煤?jiǎn)为?dú)氣化的氣相收率遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于底泥的885 mL/g，共氣化時(shí)氣相收率達(dá)到峰值834 mL/g，高于二者加權(quán)平均717 mL/g。底泥具有氣相收率高的特點(diǎn)，加入底泥與褐煤共氣化可提高氣相收率。

碳?xì)饣蕪母叩降团判驗(yàn)椋旱啄?褐煤共氣化＞褐煤?jiǎn)为?dú)氣化＞二者加權(quán)平均值＞底泥單獨(dú)氣化。褐煤的碳?xì)饣?2.2%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于底泥的19%。共氣化反應(yīng)后，碳?xì)饣拭黠@提升至34%，比二者加權(quán)平均提高了3.12%，呈現(xiàn)明顯協(xié)同作用。

2.1.2 反應(yīng)原料對(duì)產(chǎn)氣量的影響

相同反應(yīng)條件、相同質(zhì)量的褐煤、底泥反應(yīng)分別氣化及共氣化后H2產(chǎn)量從高到低排序?yàn)椋旱啄?褐煤共氣化＞褐煤?jiǎn)为?dú)氣化＞二者加權(quán)平均值＞底泥單獨(dú)氣化，如圖3所示?？倸怏w產(chǎn)量從高到低排序?yàn)椋旱啄?褐煤共氣化＞褐煤?jiǎn)为?dú)氣化＞二者加權(quán)平均值＞底泥單獨(dú)氣化。氣化相同質(zhì)量的褐煤所得到的H2產(chǎn)量（1238 mL）和總氣體產(chǎn)量（3033 mL）均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于底泥單獨(dú)氣化的產(chǎn)量（分別為1046 mL、2400 mL）。這可能是因?yàn)楹置簾嶂蹈哂诘啄?。而共氣化時(shí)H2產(chǎn)量1412 mL、總產(chǎn)氣量3362 mL 均高于二者單獨(dú)氣化，同時(shí)高于二者加權(quán)平均值。可見(jiàn)對(duì)于產(chǎn)氣量，褐煤和底泥在共氣化過(guò)程中存在協(xié)同效應(yīng)。底泥單獨(dú)氣化產(chǎn)氣量小，褐煤與底泥共氣化可解決底泥產(chǎn)氣量小的特點(diǎn)。

圖2 原料對(duì)氣相收率及碳?xì)饣实挠绊?/p>

圖3 原料對(duì)H2產(chǎn)量和總產(chǎn)氣量的影響

2.1.3 反應(yīng)原料對(duì)氣體組分的影響

褐煤?jiǎn)为?dú)氣化、底泥單獨(dú)氣化及底泥-褐煤共氣化制氫的實(shí)驗(yàn)結(jié)果均顯示主要?dú)怏w組分為H2、CO2、CH4及CO，組分中所占比例最大的為H2及CO2，CH4次之，CO 少量。相同反應(yīng)條件下，褐煤?jiǎn)为?dú)氣化、底泥單獨(dú)氣化、底泥/褐煤共氣化及底泥-褐煤?jiǎn)为?dú)氣化的加權(quán)平均值的氣體組分結(jié)果如圖4所示。H2組分從高到低排序?yàn)椋旱啄鄦为?dú)氣化＞底泥-褐煤共氣化＞二者加權(quán)平均值＞褐煤?jiǎn)为?dú)氣化。褐煤?jiǎn)为?dú)氣化H2組分為40.82%，加入底泥共氣化后共氣化時(shí)H2組分為42.1%，略高于二者加權(quán)平均值?？梢?jiàn)，底泥有利于提高H2組分。這可能是由于底泥中堿金屬含量較高，而堿金屬是SCWG的有效催化劑[12-19]。

2.1.4 反應(yīng)原料對(duì)各氣體產(chǎn)率的影響

圖4 原料對(duì)氣體組分的影響

圖5 原料對(duì)各氣體產(chǎn)率的影響

原料對(duì)H2、CO2、CH4、CO等氣體產(chǎn)率的影響如圖5所示。H2產(chǎn)率從高到低排序?yàn)椋旱啄鄦为?dú)氣化＞底泥-褐煤共氣化＞二者加權(quán)平均值＞褐煤?jiǎn)为?dú)氣化。底泥對(duì)提高H2產(chǎn)率效果明顯。此外，底泥氣化時(shí)CO產(chǎn)率幾乎接近于0；CO2趨勢(shì)同H2；CH4產(chǎn)率則是底泥-褐煤共氣化＞褐煤?jiǎn)为?dú)氣化＞二者加權(quán)平均值＞底泥單獨(dú)氣化。可見(jiàn)，添加底泥共氣化有助于提高H2、CO2產(chǎn)率，降低CO產(chǎn)率；褐煤有助于提高CH4產(chǎn)率。共氣化在能夠達(dá)到處理底泥目的的同時(shí)，可保持相對(duì)較高的H2產(chǎn)率（350 mL/g，H2產(chǎn)率比加權(quán)平均值提高了55 mL/g）和CH4（113 mL/g）產(chǎn)率。

2.2 底泥-褐煤共氣化不同混合比例的影響

在底泥-褐煤共氣化混合體系中，按不同比例向褐煤中加入底泥，考察共氣化中能處置利用的最大底泥量。在總質(zhì)量一定的條件下，考察底泥與褐煤的質(zhì)量比為1∶9、2∶8、3∶7、4∶6、5∶5時(shí)的共氣化效果。

2.2.1 不同混合比例對(duì)氣相收率及碳?xì)饣实挠绊?/p>

混合比例對(duì)氣相收率及碳?xì)饣实挠绊懭鐖D6所示。加入底泥共氣化后氣相收率均高于褐煤?jiǎn)为?dú)氣化。1∶9 共氣化時(shí)氣相收率最高為834 mL/g，隨著底泥添加比例的增大，氣相收率逐漸有所下降。

恰當(dāng)混合比例時(shí)的碳?xì)饣矢哂诤置簡(jiǎn)为?dú)氣化。1∶9時(shí)碳?xì)饣蕿?4%，2∶8時(shí)為32.1%，與褐煤?jiǎn)为?dú)氣化相當(dāng)。隨添加比例的增大，碳?xì)饣释瑯映尸F(xiàn)下降趨勢(shì)。當(dāng)?shù)啄嗵砑颖壤^(guò)2∶8時(shí)，共氣化碳?xì)饣实陀诤置簡(jiǎn)为?dú)氣化，但仍高于底泥單獨(dú)氣化時(shí)的碳?xì)饣?9%?？梢?jiàn)，底泥在與褐煤共氣化后，其碳?xì)饣实玫胶艽筇岣?。褐煤?duì)于提高碳?xì)饣市Ч@著。在需要處置盡可能多的底泥時(shí)，綜合考慮氣相收率和碳?xì)饣?，共氣化的最?yōu)添加比例為：底泥添加比例＜（3∶7）之內(nèi)。

2.2.2 不同混合比例對(duì)產(chǎn)氣量的影響

圖6 不同混合比例對(duì)碳?xì)饣始皻庀嗍章实挠绊?/p>

混合比例對(duì)H2產(chǎn)量和氣體總量的影響如圖7所示。H2產(chǎn)量及總產(chǎn)氣量呈現(xiàn)相似趨勢(shì)：1∶9＞2∶8＞3∶7＞褐煤?jiǎn)为?dú)氣化＞4∶6＞5∶5。1∶9時(shí)H2產(chǎn)量達(dá)到峰值1412 mL，總產(chǎn)氣量達(dá)到峰值3362 mL。隨底泥添加比例增加氣體產(chǎn)量呈緩慢下降，可見(jiàn)，底泥雖有助于提高H2組分，但是超過(guò)一定比例（3∶7）后卻會(huì)使產(chǎn)氣量下降。所以在力求處理盡可能多底泥時(shí)，考慮到產(chǎn)氣量，仍需保持較多量的褐煤。底泥添加量存在最優(yōu)范圍，即＜3∶7時(shí)。恰當(dāng)?shù)幕旌媳壤僧a(chǎn)生協(xié)同作用。

2.2.3 不同混合比例對(duì)氣體組分的影響

混合比例對(duì)氣體組分的影響如圖8所示。H2組分從高到低排序?yàn)椋?∶9＞2∶8＞3∶7＞4∶6＞5∶5。隨著底泥添加比例的增加，H2與CO2均緩慢上升，CH4則緩慢下降，CO 由于本身含量較小，趨勢(shì)不明顯，但仍明顯看出在以任何比例共氣化時(shí)的CO比例均小于褐煤氣化時(shí)的CO 比例。底泥的添加對(duì)于提高氫氣組分效果顯著，底泥比例越大，氫氣組分越大。

2.2.4 不同混合比例對(duì)各氣體產(chǎn)率的影響

混合比例對(duì)各氣體產(chǎn)率的影響如圖9所示。隨著底泥添加比例的增大，H2產(chǎn)率變化不明顯，超過(guò)3∶7 后略有下降。CO2產(chǎn)率趨勢(shì)同H2。加入底泥后，CH4與CO產(chǎn)率均逐漸下降，CH4下降趨勢(shì)較CO明顯。所以，共氣化對(duì)H2產(chǎn)率的提高效果顯著，任意比例的共氣化產(chǎn)氫率均高于褐煤?jiǎn)为?dú)氣化。

圖7 不同混合比例對(duì)H2產(chǎn)量及總產(chǎn)氣量的影響

圖8 不同混合比例對(duì)氣體組分的影響

3 共氣化協(xié)同作用機(jī)理初步探討

底泥與褐煤共氣化產(chǎn)生協(xié)同作用的原因可能有以下幾方面。

3.1 催化劑協(xié)同作用

底泥中含有堿金屬，堿金屬在超臨界水氣化中已被證實(shí)是一種高效催化劑[12-19]。Sealock等[20]對(duì)比了堿金屬的催化活性，發(fā)現(xiàn)Cs 比K、Na 都更有利于氣化。它們的催化活性排序?yàn)椋篊s＞K＞Na。本實(shí)驗(yàn)中選取催化效果較好且價(jià)格適中的K2CO3作為催化劑。褐煤中的碳及底泥中的堿金屬（如表2所示）對(duì)共氣化具有較強(qiáng)催化作用。褐煤本身富含碳，而碳本身就是一種催化劑。Xu等[21]研究發(fā)現(xiàn)活性炭和焦炭在葡萄糖的SCWG 中能有效提高氣化效率。此外，碳還可以作為金屬催化劑的有效載體。Elliott等[22]在可攪拌的反應(yīng)器中對(duì)比了穩(wěn)定的Ni和Ru的催化效果，發(fā)現(xiàn)最穩(wěn)定的催化劑是以碳為載體的Ru。褐煤與底泥共氣化過(guò)程中，催化作用可能也產(chǎn)生了協(xié)同效應(yīng)。

圖9 不同混合比例對(duì)各氣體產(chǎn)率的影響

3.2 揮發(fā)分的作用

反應(yīng)過(guò)程中揮發(fā)分的脫除能夠使生物質(zhì)的比表面積增大，使氣化劑（SCW）更易與固體表面接觸。本實(shí)驗(yàn)中，由于底泥灰分高而揮發(fā)分低于褐煤，在與褐煤共氣化后氣化效果得到明顯提升。褐煤、底泥、底泥-褐煤共氣化后的固體殘?jiān)腟EM 圖如圖10所示。

從圖10 中可以看出，底泥、褐煤及二者混合共氣化后的固體殘?jiān)黃EM 圖呈現(xiàn)明顯差異。底泥殘?jiān)砻孑^光滑平整，褐煤殘?jiān)砻鎰t分布有一些孔，二者混合共氣化殘?jiān)谋砻鎰t呈現(xiàn)極多的孔。這應(yīng)該是與不同原料的揮發(fā)分含量有關(guān)。揮發(fā)分的脫除使反應(yīng)原料的比表面積增大，氣化劑與催化劑都更易與固體表面接觸，從而提高氣化效率。褐煤的揮發(fā)分含量高于底泥。而褐煤與底泥共氣化呈現(xiàn)較多的孔可能是由于二者共氣化存在一定協(xié)同作用。

3.3 底泥中H的作用

圖10 幾種原料氣化固體殘?jiān)黃EM 圖對(duì)比

底泥中的H 對(duì)氣化反應(yīng)具有促進(jìn)作用。底泥的n(H)/n(C)值高達(dá)1.887，而褐煤n(H)/n(C)僅為1.069。底泥是富氫物質(zhì)，而褐煤相對(duì)于底泥為貧氫物質(zhì)。在共氣化過(guò)程中，底泥脫揮發(fā)分過(guò)程中產(chǎn)生的氫可能轉(zhuǎn)移到煤中，與煤氣化產(chǎn)生的自由基反應(yīng)，阻止了二次焦的形成，促進(jìn)氣化反應(yīng)。

3.4 褐煤提高氣化溫度

褐煤除了能防止催化劑發(fā)生積炭，還能提高氣化溫度。底泥單獨(dú)氣化溫度比煤要低，氣化后會(huì)生成較多焦油，這不僅降低了底泥的利用率，也會(huì)對(duì)氣化過(guò)程的穩(wěn)定運(yùn)行造成影響，而褐煤則能提高氣化溫度，氣化溫度的提高或能夠促進(jìn)底泥氣化生成焦油的進(jìn)一步分解，提高氣化效率。

4 結(jié)論

（1）不同原料的產(chǎn)氣效果有顯著差異。相對(duì)褐煤，底泥氣化具有氣體組分富氫、氣相收率高的特點(diǎn)，褐煤氣化則具有碳?xì)饣矢?、產(chǎn)氣量大的特點(diǎn)。底泥與褐煤共氣化時(shí)，褐煤對(duì)提高碳?xì)饣市Ч@著。底泥單獨(dú)氣化時(shí)的碳?xì)饣蕛H為19%，在與褐煤共氣化后提高至34%，因此褐煤與底泥共氣化可解決底泥單獨(dú)氣化產(chǎn)氣量小的特點(diǎn)。褐煤?jiǎn)为?dú)氣化的氣相收率低于底泥，共氣化時(shí)氣相收率達(dá)到834 mL/g。

（2）褐煤和底泥在SCW 共氣化過(guò)程中碳?xì)饣屎彤a(chǎn)氫率存在明顯協(xié)同效應(yīng)。與加權(quán)平均值相比，碳?xì)饣屎虷2產(chǎn)率分別提高了3.12%和55 mL/g。共氣化在能夠達(dá)到處理底泥目的的同時(shí)，可保持相對(duì)較高的H2產(chǎn)率（350 mL/g）和CH4產(chǎn)率（113 mL/g）。

（3）共氣化存在最優(yōu)比例：底泥-褐煤質(zhì)量比＜3∶7時(shí)。1∶9、2∶8時(shí)共氣化均呈現(xiàn)明顯協(xié)同效應(yīng)，超過(guò)3∶7 后，碳?xì)饣手饾u下降。

底泥與褐煤超臨界水共氣化具有一定協(xié)同作用。對(duì)于處置滇池疏浚底泥具有現(xiàn)實(shí)意義。

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