热力学与催化杂志
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废弃生物质与塑料共气化生产合成气并捕获和利用二氧化碳：热力学研究

Pathipaka Sravani, Sangeetha Povari, Shadab Alam*, Lingaiah Nakka, Surananai Srinath, Sumana Chenna*

_{本研究介绍了一种利用蒸汽和 CO 2}对废弃生物质和塑料进行共气化的全厂综合工艺，以生产一种工业上重要的原料，即摩尔比为 H ₂ /CO ₂的合成气。拟议的全厂工艺设计的关键特征是碳捕获和利用 (CCU)，并通过利用一部分合成气满足热量、蒸汽和 CO ₂需求，并增加热量回收、蒸汽生成和发电部分，从而实现自我维持。此外，使用 ASPEN Plus 开发了稳态全厂模型，并对不同进料成分 (0%-100% HDPE) 下高密度聚乙烯 (HDPE) 和稻壳 (RH) 的共气化进行了模拟。此外，进行了严格的顺序参数敏感性分析，以确定最佳工艺参数并研究进料成分对产品产量的影响。结果表明，蒸汽碳比 (S/C) 应保持在 1.2 以上，以实现气化炉内的完全碳转化，这往往会提高集成方案的整体性能。对 HDPE 和 RH 共气化的比较研究表明，由于 HDPE 的碳含量高且灰分含量低，进料混合物中 HDPE 的重量百分比增加会导致合成气产量和工厂效率提高。纯 HDPE 废料的气化最大产量为 2.2 千克合成气/千克进料，净工厂效率为 68%，而纯 RH 的合成气产量和效率分别下降到 0.60 千克/千克进料和 35%。