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随着各国对环保意识的不断提高,以及世界范围内循环经济社会的共识,各国政府纷纷将能源利用的目光从传统单纯依赖化石资源,转向可再生资源及废弃物资源的利用上来,并将其作为重要的能源发展战略之一。而城市生活垃圾中含有大量的碳氢化合物,因此可以将其视为可再生能源。利用气化-改质技术并通过系统构成单元及操作要素优化,掌握获得清洁且具有合理H2/CO当量比的合成气技巧,可以为合成燃油奠定必要的原料加工基础。本文采用垃圾衍生燃料RDF(Refused Derived fuel)为原料,以氧气、水蒸气为气化剂,实验探讨了氧气供应量ER(Equivalent Ratio)、气化温度、改质温度、水蒸气添加量S/C(Steam/Carbon)对合成气生成特性的影响。针对焦油浓度较高的问题,研制了 4种新型的,以K、Ca、Mg、Zn、Ce、Si为助剂的Ni基催化剂,以期在RDF气化-改质过程中使产生的焦油进一步裂解并促进富H2合成气的产生,同时有效调节H2/(CO的比值。经实验研究,得到以下结论:(1)气化剂氧气的加入可有效抑制焦油的发生。ER在0-0.2的范围内,氧气加入量越大,焦油浓度越小。在气化温度为850℃,改质温度为850℃,S/C=3.6的条件下,ER=0.2时焦油浓度为4.32g/Nm3,和ER=0时相比焦油分解率为42.01%。(2)RDF气化-改质过程中气化温度和改质温度是影响合成气气体收率及品质的重要因素。气化温度的升高有利于RDF向合成气转化,增加气体收率并提高碳素转化率,改质温度的升高则有利于提高合成气中有效组分浓度。在改质温度为850℃,气化温度为850℃,ER=0.06,S/C=4.8时,使用4#催化剂时,气体收率可达0.684g/Nm3,碳素转化率为86.31%,H2浓度可达43.68vol.%。(3)水蒸气的添加对合成气中H2的浓度的提升具有促进作用。适量的水蒸气添加将提高合成气中H2的浓度,从而提升H2/CO的比值,过量的水蒸气加入会降低H2浓度。当气化温度为850℃,改质温度为850℃,ER=0.06,最佳的水蒸气添加量S/C为3.6,合成气中H2的浓度为29.37vol.%。(4)Ni基催化剂的使用对合成气生成特性起着至关重要的作用。调配的4种以K、Ca、Mg、Ce、Si、Zn为助剂的Ni基催化剂在不同氧气供应量(ER=0.02、0.04)、气化温度(700℃、750℃、800℃、850℃)、水蒸气添加量(S/C=0、2.4、3.6、4.8)的条件下均表现出了良好的催化性能。Ni基催化剂的应用可有效促进焦油的分解,提升H2/CO的比值,提高气体收率、冷气体效率。在气化温度为850℃,改质温度为850℃,ER=0.06,S/C=3.6时,使用4#催化剂,H2的浓度为44.79vol.%,H2/CO的比值为2.801,焦油浓度为3.01g/Nm3,气体收率为0.679Nm3/kg,合成气低位热值为17.47MJ/Nm3,碳素转换率为87.17%,冷气体效率为70.17%。(5)在催化改质过程中氧气的供应、气化温度的升高及适量水蒸气的添加均有利于合成气品质的提升。