城市固体废弃物(MSW)催化蒸汽气化制富氢气体：橄榄石床内催化提升气体品质研究

这篇研究聚焦于城市固体废弃物(MSW)的绿色转化，创新性地采用煅烧橄榄石作为床内催化剂，在实验室规模流化床气化系统中实现了高效制氢（H2）。研究发现煅烧处理显著提升橄榄石催化性能，在850°C和蒸汽/MSW比(SMR)=1.0条件下，焦油(tar)产量降低63.6%，氢气产率达37.74vol%。研究系统考察了温度(700-850°C)、SMR(0.25-1.0)和橄榄石粒径(100-400μm)的影响，为废弃物资源化和清洁能源开发提供了重要技术参考。

　　

Highlight亮点
本研究通过对比煅烧与未处理橄榄石的催化性能，揭示了煅烧工艺对提升城市固体废弃物(MSW)蒸汽气化效率的关键作用。在流化床反应器中，煅烧橄榄石展现出卓越的焦油(tar)转化能力和氢气(H₂)增产效果。

Effect of gasification temperature on product distribution 气化温度对产物分布的影响
气化作为高温过程，温度变化显著影响反应动力学。主要涉及以下关键反应：
C + H₂O ? CO + H₂ + 131.3 kJ/mol
C + CO₂ ? 2CO +162.2 kJ/mol
CH₄ + H₂O ? CO + 3H₂ + 206 kJ/mol
H₂O + CO ? CO₂ + H₂ - 41.2 kJ/mol

图示结果清晰表明，随着气化温度从700^°C升至850^°C，煅烧橄榄石催化组的氢气产量呈现显著增长。温度提升不仅促进了吸热的水煤气变换反应，更有效裂解了焦油大分子，实现了高达37.74vol%的氢气浓度。

Conclusions结论
本实验研究证实，煅烧橄榄石在MSW蒸汽气化过程中具有双重优势：既作为高效焦油裂解催化剂，又能显著提升合成气品质。特别在850^°C和SMR=1.0的优化条件下，焦油产量降至1.51g/Nm³，同时氢气产率提升约30%。橄榄石粒径(100-400μm)对反应的影响相对较小，这为工业放大提供了有利条件。