應(yīng)用超臨界水氣化技術(shù)的垃圾滲濾液資源化制氫技術(shù)研究*

龔為進(jìn) 李賓賓 趙 亮 黃做華 魏永華 劉 玥

(1.中原工學(xué)院能源與環(huán)境學(xué)院，河南 鄭州 450007；2.河南省科學(xué)院化學(xué)研究所有限公司，河南 鄭州 450002)

應(yīng)用超臨界水氣化技術(shù)的垃圾滲濾液資源化制氫技術(shù)研究*

龔為進(jìn)1李賓賓1趙 亮2黃做華2魏永華1劉 玥1

(1.中原工學(xué)院能源與環(huán)境學(xué)院，河南 鄭州 450007；2.河南省科學(xué)院化學(xué)研究所有限公司，河南 鄭州 450002)

利用超臨界水氣化技術(shù)從垃圾滲濾液中制取H2，當(dāng)垃圾滲濾液總有機(jī)碳(TOC)和TN初始質(zhì)量濃度分別為3 207～14 810、530～1 480mg/L時(shí)，分析了溫度、壓力、反應(yīng)時(shí)間和催化劑Na2CO3對(duì)氣化產(chǎn)物中H2摩爾分率和產(chǎn)率的影響，以及TOC、TN去除率的變化趨勢(shì)。結(jié)果表明：(1)隨著溫度的升高，H2摩爾分率、產(chǎn)率和TOC、TN去除率均提高，500 ℃時(shí)分別達(dá)到55.60%、94.73mol/kg、71.89%、36.65%。H2主要來源于蒸汽重整及水氣轉(zhuǎn)換反應(yīng)。(2)壓力的升高不利于H2的產(chǎn)生，而有利于CH4的獲得。(3)適宜的反應(yīng)時(shí)間為5min。(4)催化劑Na2CO3的投加增加了氣相產(chǎn)物中H2摩爾分率和產(chǎn)率，有利于H2的獲得；TN去除率增加，但TOC去除率卻下降。

垃圾滲濾液 超臨界水H2氣化

Abstract: Hydrogen production by gasification of landfill leachate in supercritical water was reported. The TOC，TN value of raw landfill leachate was set at 3 207-14 810，530-1 480 mg/L. The effect of reaction temperature，pressure，retention time and catalyst Na2CO3on hydrogen mole fraction and gas yield,and the trend of TOC，TN removal efficiency was discussed. The experimental results indicated that： (1) the hydrogen mole fraction，gas yield，TOC，TN removal efficiency increased with increase of temperature, the value being 55.60%，94.73 mol/kg，71.89% and 36.65% was obtained under condition of temperature 500 ℃. (2) Increase of pressure was adverse to hydrogen production, but favor to methane production. (3) The optimization of retention time being 5 min was obtained. (4) Addition of catalyst Na2CO3resulted in increase of hydrogen mole fraction and yield, which was favor to hydrogen production. However, TN removal efficiency increased and TOC removal efficiency decreased with addition of catalyst Na2CO3.

Keywords: landfill leachate; supercritical water; H2; gasification

垃圾滲濾液是生活垃圾在填埋過程中由于雨水淋溶、垃圾分解等原因而產(chǎn)生的一種高濃度有機(jī)廢水，其水質(zhì)成分復(fù)雜，且隨著垃圾填埋時(shí)間的不同有很大的變化。垃圾滲濾液中含有大量雜環(huán)類和多環(huán)芳烴類化合物，生物降解性差，且含有重金屬，是一種公認(rèn)的難處理廢水。目前，對(duì)垃圾滲濾液處理的出發(fā)點(diǎn)還是以降低其中各種污染指標(biāo)值，達(dá)到相應(yīng)國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)為主。處理方法主要是以生物處理法為主，同時(shí)結(jié)合絮凝沉淀、膜分離等物理化學(xué)處理方法[1-3]。其實(shí)，垃圾滲濾液中有機(jī)物種類多、含量高，含有豐富的生物質(zhì)[4]，具有被轉(zhuǎn)化為多種能源，進(jìn)行資源化利用的潛力。

超臨界水是一種均勻、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[5]。生物質(zhì)超臨界水氣化制氫以其極高的能量氣化效率和有機(jī)物無害化處理能力逐漸成為人們研究的熱點(diǎn)。國(guó)內(nèi)外眾多學(xué)者已對(duì)生物質(zhì)超臨界水氣化制氫進(jìn)行了大量研究[6-10]。但是，以實(shí)際工業(yè)廢水特別是垃圾滲濾液作為研究對(duì)象，進(jìn)行超臨界水氣化制氫研究的報(bào)道并不多。對(duì)垃圾填埋場(chǎng)滲濾液進(jìn)行超臨界水氧化的研究表明，垃圾滲濾液中超過99%(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)的COD和BOD能被去除[11]。對(duì)垃圾滲濾液進(jìn)行超臨界水部分氧化的研究表明，不僅91.87%的總有機(jī)碳(TOC)被去除，而且還可獲得一定量富含H2的氣體[12]。以上研究表明，由于垃圾滲濾液中含有大量的有機(jī)物，即濕生物質(zhì)，特別是新鮮的垃圾滲濾液中濕生物質(zhì)含量更高，對(duì)其進(jìn)行超臨界水氣化處理不僅可去除其中的污染物，而且可獲得非?？捎^的富含H2的氣體。

因此，本研究在前期研究的基礎(chǔ)上，以河南省某市生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行超臨界水氣化處理，探討不同反應(yīng)條件對(duì)垃圾滲濾液超臨界水氣化制氫能力以及垃圾滲濾液中污染物去除效率的影響，探討垃圾滲濾液超臨界水氣化處理的可行性和有效性。

1 試驗(yàn)部分

1.1 試驗(yàn)裝置

間歇式超臨界水氣化反應(yīng)裝置一套，反應(yīng)釜設(shè)計(jì)容積600 mL，最高壓力40 MPa，最高溫度500 ℃。該裝置主要包括高溫高壓反應(yīng)釜，材質(zhì)采用可耐高溫高壓的HC276，具有計(jì)量功能的手搖高壓泵外接于垃圾滲濾液進(jìn)口，冷卻盤管，安全閥，溫控裝置，高純氮?dú)庖约皻怏w收集袋若干。該裝置結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

1.2 試驗(yàn)材料

垃圾滲濾液取自河南省某市生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液調(diào)節(jié)池，呈深褐色，有惡臭味，具體水質(zhì)指標(biāo)見表1。

1.3 分析方法

采用氣化氣相產(chǎn)物中H2、CH4、CO2、CO等氣體的摩爾分率(見式(1))和產(chǎn)率(見式(2))對(duì)垃圾滲濾液超臨界水氣化制氫效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。

(1)

(2)

式中：G為摩爾分率，%；Mi為氣體i的物質(zhì)的量，mol；M為混合氣體的物質(zhì)的量，mol；Y為氣體產(chǎn)率，mol/kg；Q為垃圾滲濾液反應(yīng)體積，L；ci為反應(yīng)前滲濾液的TOC質(zhì)量濃度，kg/L；XTOC為TOC去除率，%。

1—氮?dú)怃撈浚?—止回閥； 3—減壓閥；4—垃圾滲濾液進(jìn)口；5—冷卻水出口；6—冷卻水進(jìn)口；7—溫控裝置；8—熱電偶；9—安全閥；10—精密壓力表；11—閥門；12—?dú)怏w收集袋；13—冷卻盤管；14—反應(yīng)殘液排出口；15—反應(yīng)釜；16—加熱盤管；17—保溫套圖1 超臨界水氣化反應(yīng)裝置示意圖Fig.1 Scheme diagram of supercritical water gasification system

采用N/C 2100分析儀測(cè)定反應(yīng)前后垃圾滲濾液中的TOC和TN，通過反應(yīng)前后TOC和TN的變化來反映氣化反應(yīng)對(duì)垃圾滲濾液中污染物的去除效果。

氣相產(chǎn)物中氣體組分的測(cè)定采用DLT-3500P便攜式紅外氣體分析儀，在室溫(25 ℃)和常壓(101 325 Pa)下進(jìn)行分析檢測(cè)，檢測(cè)前先預(yù)熱10 min左右，并用氮?dú)獯祾邫z測(cè)器5 min，然后再均勻通入收集到的氣化氣相產(chǎn)物，并控制流量在150 mL/min。

采用Agilent 7890A/5975C氣相色譜—質(zhì)譜儀分析氣化反應(yīng)前垃圾滲濾液以及反應(yīng)后液相產(chǎn)物中有機(jī)物的組成及含量。氣相色譜—質(zhì)譜分析條件：運(yùn)行時(shí)間16.59 min；進(jìn)樣量1.00 μL；離子源溫度220 ℃；最高溫度300 ℃；初始溫度60 ℃；升溫速率30 ℃/min；分流速率10 mL/min；載氣流速20 mL/min。垃圾滲濾液樣品經(jīng)過固相萃取(SPE)柱進(jìn)行預(yù)處理，SPE柱里面的填充物為C18，色譜柱型號(hào)為DB-5，采用氦氣作為載氣。

1.4 試驗(yàn)流程

試驗(yàn)開始前首先通入高壓氮?dú)鈾z查反應(yīng)裝置的氣密性，在確保密封性能良好的情況下，打開高壓泵將一定量(50～200 mL)的垃圾滲濾液泵入反應(yīng)釜中。同時(shí)，以3 ℃/min的加熱速率進(jìn)行加熱，通過熱電偶和精密壓力表觀察反應(yīng)釜內(nèi)的溫度和壓力變化，當(dāng)達(dá)到設(shè)定的試驗(yàn)條件時(shí)，關(guān)閉加熱，進(jìn)行氣化反應(yīng)并計(jì)時(shí)。本研究設(shè)定的反應(yīng)條件：溫度380～500 ℃；壓力22.5～36.5 MPa；反應(yīng)時(shí)間5～25 min。當(dāng)設(shè)定的反應(yīng)時(shí)間達(dá)到后，打開冷卻盤管，對(duì)反應(yīng)釜進(jìn)行降溫，待反應(yīng)釜內(nèi)溫度冷卻至50 ℃以下后，分別用氣體收集袋和燒杯收集氣相和液相產(chǎn)物，等樣品溫度降至室溫后，在常壓條件下進(jìn)行氣相產(chǎn)物氣體組分、液相產(chǎn)物氣相色譜—質(zhì)譜以及TOC、TN的分析。

表1 試驗(yàn)用垃圾滲濾液水質(zhì)指標(biāo)

表2 垃圾滲濾液水質(zhì)變化對(duì)氣化制氫的影響(500 ℃，29.0 MPa，10 min)

2 結(jié)果與討論

由于本研究時(shí)間跨度較長(zhǎng)，從填埋場(chǎng)取回的垃圾滲濾液在實(shí)驗(yàn)室放置過程中導(dǎo)致其水質(zhì)發(fā)生變化，從而出現(xiàn)了垃圾滲濾液水質(zhì)指標(biāo)跨度較大的現(xiàn)象。本研究首先考察了不同垃圾滲濾液對(duì)氣化制氫的影響，結(jié)果見表2。垃圾滲濾液水質(zhì)濃度變化對(duì)氣化氣相產(chǎn)物中各氣體組分有一定影響，濃度較低時(shí)氣化產(chǎn)物中H2摩爾分率較高，由最低的36.63%增加到57.22%。垃圾滲濾液水質(zhì)濃度變化對(duì)TOC去除率影響不大，從最低的77.97%變化到最高的88.99%，而對(duì)TN去除率影響較大，由原水時(shí)的22.46%下降到稀釋2.12倍時(shí)的6.50%。這表明，垃圾滲濾液水質(zhì)濃度的變化對(duì)氣化試驗(yàn)結(jié)果有一定影響。為盡可能消除垃圾滲濾液水質(zhì)變化的影響，對(duì)試驗(yàn)過程進(jìn)行如下優(yōu)化：每次試驗(yàn)前對(duì)垃圾滲濾液TOC和TN進(jìn)行分析監(jiān)測(cè)，然后按其濃度的高低進(jìn)行分組，分別進(jìn)行單因素影響試驗(yàn)(溫度、壓力和反應(yīng)時(shí)間)，以保證在進(jìn)行每個(gè)單因素影響試驗(yàn)時(shí)垃圾滲濾液水質(zhì)基本一致。

2.1 溫度影響

在36.0 MPa、10 min的條件下，考察溫度的影響，結(jié)果見圖2至圖4。

由圖2可以看出，隨著溫度的升高，氣化氣相產(chǎn)物中H2摩爾分率逐步增加，從20.70%升高到55.60%；CH4摩爾分率出現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)，由380℃時(shí)的15.00%上升到450 ℃時(shí)的55.10%，而后再逐步下降至28.90%；CO2和CO則呈現(xiàn)出逐步下降的趨勢(shì)，CO2由7.82%下降到2.60%，CO由55.48%銳減到1.90%。

圖2 溫度對(duì)氣化氣相產(chǎn)物摩爾分率的影響Fig.2 Effect of temperature on gas mole fraction

圖3 溫度對(duì)氣化氣相產(chǎn)物產(chǎn)率的影響Fig.3 Effect of temperature on gas yield

圖4 溫度對(duì)垃圾滲濾液TOC和TN去除率的影響Fig.4 Effect of temperature on TOC and TN removal efficiency

由圖3可見，隨著溫度的升高，H2和CH4產(chǎn)率均逐步增加，分別從13.35、9.67 mol/kg上升到94.73、66.28 mol/kg；CO2產(chǎn)率總體呈緩慢下降的趨勢(shì)；CO產(chǎn)率則從35.77 mol/kg迅速下降到0.95 mol/kg。

超臨界水氣化制氫的大量研究表明，氣化產(chǎn)生的氣體主要來源于蒸汽重整反應(yīng)(見式(3))、水氣轉(zhuǎn)換反應(yīng)(見式(4))和甲烷化反應(yīng)(見式(5)和式(6))。因?yàn)闇囟鹊纳哂欣谡羝卣退畾廪D(zhuǎn)換反應(yīng)的發(fā)生，所以導(dǎo)致H2的增加。同時(shí)，溫度的升高也促進(jìn)了甲烷化反應(yīng)，從而導(dǎo)致CH4增加、CO2和CO降低。因此，對(duì)本研究來說，最優(yōu)的溫度為500 ℃。

CHnOm+(1-m)H2O→(n/2+1-m)H2+CO

(3)

CO+H2O→H2+CO2

(4)

CO+3H2→CH4+H2O

(5)

CO2+4H2→CH4+2H2O

(6)

由圖4可以看出，隨著溫度的升高，垃圾滲濾液中TOC和TN去除率分別從10.88%、8.33%迅速升高到71.89%、36.65%。

隨著溫度的升高，垃圾滲濾液中的大部分含碳有機(jī)物被分解和轉(zhuǎn)化為小分子有機(jī)物或無機(jī)物，而含氮有機(jī)物去除率相對(duì)較低。氣化反應(yīng)前后垃圾滲濾液中有機(jī)物組成的變化見表3。氣化反應(yīng)前垃圾滲濾液中有機(jī)物主要以己酸、戊酸、丁酸和丙酸為主，峰面積比分別為36.26%、13.21%、11.72%、10.55%。同時(shí)，也含有少量含氮有機(jī)物和大分子碳水化合物，如C18H35NO、C14H22O、C10H12O2、C16H48O6Si7，峰面積比分別只有1.03%、0.54%、0.28%、0.25%。經(jīng)超臨界水氣化處理后液相產(chǎn)物中己酸、戊酸、丁酸和丙酸峰面積比分別下降到26.42%、8.72%、8.49%、9.34%，說明有一部分的小分子羧酸被轉(zhuǎn)化為無機(jī)物，表現(xiàn)為垃圾滲濾液中TOC含量的逐漸下降。同時(shí)，垃圾滲濾液中的一些大分子有機(jī)物含量的變化并不明顯，說明在本試驗(yàn)的溫度條件下這些有機(jī)物很難被氣化分解。

表3 氣化反應(yīng)前后垃圾滲濾液中主要有機(jī)物組成的變化

本研究中，在相對(duì)低溫時(shí)TOC去除率較低，即使在500 ℃時(shí)，TOC去除率也不是特別高，只有70%多。導(dǎo)致TOC去除率低的原因可能是由于垃圾滲濾液的成分復(fù)雜性，在超臨界水中，由于其他物質(zhì)的干擾或阻止，使得這些物質(zhì)的分解反應(yīng)和單一純物質(zhì)條件的分解反應(yīng)不一樣，從而導(dǎo)致較低的TOC去除率。

在本試驗(yàn)中并沒有發(fā)現(xiàn)煤、污泥和秸稈等固體生物質(zhì)超臨界水氣化過程中報(bào)道的積碳和焦油的產(chǎn)生[13-14]。可能的原因：(1)因?yàn)楸驹囼?yàn)的對(duì)象是垃圾滲濾液，雖然TOC濃度相對(duì)其他廢水較高，但是相對(duì)于煤、污泥這些生物質(zhì)來說，其TOC含量還是非常低的，所以在氣化過程中幾乎沒有積碳的形成。即使能形成少量的積碳，也會(huì)快速被大量的水所稀釋，很難沉積。(2)本試驗(yàn)采用的是間歇式反應(yīng)裝置，垃圾滲濾液原水直接在反應(yīng)裝置內(nèi)加熱至反應(yīng)溫度，沒有預(yù)熱管路，也減少了積碳和焦油在管路內(nèi)生成的可能性。

2.2 壓力影響

在450 ℃、10 min的條件下，考察壓力的影響，結(jié)果見圖5至圖7。

圖5 壓力對(duì)氣化氣相產(chǎn)物摩爾分率的影響Fig.5 Effect of pressure on gas mole fraction

由圖5和圖6可以看出，壓力的影響與溫度不同。隨著壓力的升高，氣相產(chǎn)物中H2摩爾分率從57.00%下降到37.50%，產(chǎn)率從72.48 mol/kg下降至24.76 mol/kg；CH4摩爾分率則出現(xiàn)逐步增長(zhǎng)的趨勢(shì)，從28.20%升高到55.10%，產(chǎn)率則呈現(xiàn)先升后降的現(xiàn)象，當(dāng)壓力從22.5 MPa增加到25.3 MPa時(shí)，從35.86 mol/kg升高到46.35 mol/kg，繼續(xù)升高壓力CH4產(chǎn)率則下降至36.38 mol/kg；CO2摩爾分率緩慢增加，從2.50%上升到4.10%；CO摩爾分率和產(chǎn)率均呈現(xiàn)出先升后降的趨勢(shì)。

圖6 壓力對(duì)氣化氣相產(chǎn)物產(chǎn)率的影響Fig.6 Effect of pressure on gas yield

圖7 壓力對(duì)垃圾滲濾液TOC、TN去除率的影響Fig.7 Effect of pressure on TOC and TN removal

一般來說，壓力對(duì)超臨界水氣化反應(yīng)的影響較復(fù)雜。一方面，壓力升高有利于離子化反應(yīng)的進(jìn)行，不利于氣相產(chǎn)物的獲得；另一方面，壓力升高導(dǎo)致水密度的增加，又有利于有機(jī)物水解和熱解反應(yīng)的進(jìn)行，從而有利于氣化反應(yīng)的進(jìn)行。從本試驗(yàn)結(jié)果可以看出，由于垃圾滲濾液的復(fù)雜性，壓力的影響并不像溫度那么明顯，總體來說壓力的升高僅有利于甲烷化反應(yīng)的進(jìn)行，對(duì)蒸汽重整和水氣轉(zhuǎn)換反應(yīng)都是不利的。另外，如圖7所示，隨著壓力的升高，TOC去除率僅從52.88%升高到59.12%，而TN去除率卻從41.60%下降到21.03%。說明壓力的升高對(duì)含氮有機(jī)物的水解和熱解不利。因此，對(duì)本研究而言，最優(yōu)的壓力為22.5 MPa。

2.3 反應(yīng)時(shí)間影響

在470 ℃、27.0 MPa條件下，考察了反應(yīng)時(shí)間的影響，結(jié)果見表4。隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，氣化氣相產(chǎn)物中H2摩爾分率先由47.25%增加到51.08%，然后再下降到49.20%；CH4摩爾分率總體呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì)，到25 min時(shí)出現(xiàn)最大值(44.30%)；H2和CH4產(chǎn)率總體緩慢增加，分別從5 min時(shí)的22.12、19.48 mol/kg增加到25 min時(shí)的26.25、23.63 mol/kg；CO2和CO的摩爾分率和產(chǎn)率均總體緩慢下降。說明針對(duì)垃圾滲濾液超臨界水氣化反應(yīng)而言，延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間總體上是促進(jìn)了水氣轉(zhuǎn)換和蒸汽重整反應(yīng)的進(jìn)行，阻礙了甲烷化反應(yīng)的進(jìn)行，有利于H2的獲得。

表4 反應(yīng)時(shí)間對(duì)氣化氣相產(chǎn)物摩爾分率、產(chǎn)率和TOC、TN去除率的影響

表5 Na2CO3投加量對(duì)氣化氣相產(chǎn)物摩爾分率、產(chǎn)率和TOC、TN去除率的影響

隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)，垃圾滲濾液中TOC、TN去除率幾乎沒有變化。TOC去除率在5、20 min時(shí)幾乎一樣，分別為85.56%和85.51%，而在25 min時(shí)反而降低到81.96%；TN去除率呈現(xiàn)和TOC相同的變化趨勢(shì)。由于超臨界水氣化反應(yīng)通常是在很短的時(shí)間內(nèi)結(jié)束，繼續(xù)延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間對(duì)氣化反應(yīng)的影響是不明顯的，所以對(duì)本試驗(yàn)來說，雖然延長(zhǎng)反應(yīng)時(shí)間能獲得H2的少量增加，但是并不能獲得TOC和TN去除率的明顯提升，從安全和經(jīng)濟(jì)性的角度考慮，本試驗(yàn)反應(yīng)時(shí)間5 min為宜。

2.4 催化劑Na2CO3影響

大量的文獻(xiàn)已報(bào)道，堿金屬催化劑如K2CO3、KOH、Na2CO3和NaOH能有效促進(jìn)生物質(zhì)超臨界水氣化反應(yīng)的進(jìn)行[15-17]。本試驗(yàn)選用Na2CO3為催化劑，在450 ℃、28.0 MPa、15 min條件下，考察Na2CO3投加量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))的影響，結(jié)果見表5。沒有投加催化劑時(shí)，氣化氣相產(chǎn)物中H2摩爾分率為43.10%。當(dāng)加入Na2CO3后，隨Na2CO3投加量的增加，H2摩爾分率和產(chǎn)率均出現(xiàn)先升后降的趨勢(shì)，H2摩爾分率在Na2CO3投加量為7%時(shí)達(dá)到最大值(57.92%)，H2產(chǎn)率在Na2CO3投加量為3%時(shí)達(dá)到最大值(19.90 mol/kg)，但是最低值仍然比沒有投加催化劑要高，說明Na2CO3的投加提高了氣相產(chǎn)物中H2的產(chǎn)量，對(duì)氣化制氫有利。同時(shí)，Na2CO3的投加提高了TN去除率，由沒有投加催化劑時(shí)的43.70%增加到最高的57.22%；但TOC去除率不升反降，由沒有催化劑時(shí)的81.73%下降到最低的64.70%，說明Na2CO3的投加不利于垃圾滲濾液中含碳有機(jī)物分解。另外，垃圾滲濾液中本身堿度較高，同時(shí)含有一定量的Na2CO3，其含量根據(jù)填埋時(shí)間的長(zhǎng)短而不同。試驗(yàn)中投加的Na2CO3提高了垃圾滲濾液的pH，使其呈偏堿性，從而導(dǎo)致氨氮和TN去除率的提高。

3 結(jié) 論

(1) 生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液在超臨界水條件下可通過氣化獲得富氫氣體，氣相產(chǎn)物主要由H2、CH4、CO2和CO等組成。并且，H2摩爾分率隨著溫度的升高而逐步提高，最高可達(dá)55.60%。H2主要來源于蒸汽重整及水氣轉(zhuǎn)換反應(yīng)。

(2) 隨著壓力的升高，氣化產(chǎn)物中H2摩爾分率和產(chǎn)率均逐步下降，而CH4摩爾分率逐步增加、產(chǎn)率則先升后降。說明壓力的升高不利于H2的產(chǎn)生，而有利于CH4的獲得。

(3) 當(dāng)反應(yīng)時(shí)間由5 min延長(zhǎng)到25 min時(shí)，氣化產(chǎn)物中H2摩爾分率先升后降、產(chǎn)率總體緩慢增加，TOC、TN去除率幾乎沒有變化。對(duì)垃圾滲濾液超臨界水氣化反應(yīng)而言，適宜的反應(yīng)時(shí)間為5 min。

(4) 催化劑Na2CO3的投加增加了氣相產(chǎn)物中H2摩爾分率和產(chǎn)率，有利于H2的獲得；TN去除率增加，但TOC去除率卻下降。

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Studyonhydrogenproductionbygasificationoflandfillleachateinsupercriticalwater

GONGWeijin1，LIBinbin1，ZHAOLiang2，HUANGZuohua2，WEIYonghua1，LIUYue1.

(1.SchoolofEnergy&EnvironmentalEngineering，ZhongyuanUniversityofTechnology，ZhengzhouHenan450007；2.InstituteofChemistryCo.，Ltd.，HenanAcademyofSciences，ZhengzhouHenan450002)

2017-02-27)

龔為進(jìn)，男，1977年生，博士，副教授，主要從事超臨界水氣化技術(shù)和廢水資源化方面的研究。

*國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No.U1404523)；河南省科技攻關(guān)項(xiàng)目(No.122102310561)。

10.15985/j.cnki.1001-3865.2017.08.014