近日，44118太阳成城集团洁净煤技术研究所团队应邀约稿在可再生能源领域国际知名期刊Renewable and Sustainable Energy Reviews及Fuel Processing Technology上分别发表题为“Soot formation during biomass gasification: A critical review”和“A review of the effects of alkali and alkaline earth metal species on biomass gasification”的长篇综述论文。
生物质作为重要的可再生资源，其高效利用能缓解能源与环境危机，促进清洁生产，对实现碳中和目标至关重要。通过将低品位生物质气化生产合成气（CO+H2），并进一步转化为生物燃料、甲醇、乙烯等化学品，是生物质废弃物高值利用的有效途径。
在高温、贫氧、颗粒团聚条件下生物质气化将导致大量烟灰生成，是该技术工业化的难题之一。洁净煤技术研究所团队联合瑞典吕勒奥理工大学Kentaro Umeki教授团队，通过“Soot formation during biomass gasification: A critical review”这篇综述文章，全面深入报道了生物质气化过程烟灰的形成机理、模型构建、检测方法、分布特性和调控策略。综述从理论研究方面回顾烟灰形成的HACA系列机理、CHRCR机理，以及生物质气化过程独特的CPDs和O-PAH反应路径，比较了气态烃燃料和固体燃料烟灰生成的区别，突出固体燃料生物质不同有机组分以及无机物对烟灰形成特性的影响，并详细阐述了烟灰-焦油-生物质焦的内在关联性。本综述将为生物质气化的技术研发、过程优化提供重要理论指导。
生物质气化过程涉及炭烟生成的主要反应
气化是实现生物质高效转化的有效途径，而生物质固有的和外加的碱及碱土金属(AAEM)会显著影响气化的产物分布、气化反应性和灰渣转化。在Fuel Processing Technology期刊主编、澳大利亚科廷大学Chun-Zhu Li教授的约稿邀请下，洁净煤技术研究所团队通过“A review of the effects of alkali and alkaline earth metal species on biomass gasification”这篇综述，系统回顾了AAEM催化生物质气化领域的最新研究进展，对生物质三大组成（纤维素、半纤维素及木质素）催化气化、实际生物质催化气化、AAEM的迁移与转化、AAEM催化生物质气化机理、AAEM在焦-灰/渣转变中的作用机制等方面作了全面综述，并展望了生物质气化技术的机遇与挑战。该综述论文揭示了AAEM形态演变对气化过程协同催化作用的影响，揭示AAEM催化气化机理，为生物质气化过程模拟与工程化提供理论指导与模型基础。
生物质气化过程AAEM与碳基质的交互作用机制
两篇综述论文的第一作者分别为洁净煤技术研究所的博士生何清、博士生余俊钦，上述工作主要在丁路特聘副研究员、于广锁教授的指导下完成。洁净煤技术研究所团队长期从事煤炭及生物质洁净高效利用的应用基础研究，致力于将“炼煤”的技术积累及工程经验指导“炼废”技术的开发。目前针对生物质气化、生活垃圾等有机废弃物与煤共气化等基础研究领域共发表SCI论文100余篇，入选“ESI 1%高被引论文”3篇、“ESI 1‰热点论文”1篇、研究前沿论文1篇。
该研究工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金、上海市海外高层次人才引进项目、上海市科委 “一带一路”青年科学家交流项目、上海市浦江人才计划以及44118太阳成城集团“张江树优博”重点培育计划等资金的支持。
文章链接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1364032121000071
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378382021000023