诸 林，范峻铭

（西南石油大学化学化工学院，四川 成都 610500）

固体燃料主要指呈固态的化石和生物质等燃料。传统固体燃料利用方式主要为直接燃烧，这不仅能源利用率低，而且极大地污染了环境。固体燃料气化技术是指在气化剂作用下通过热化学反应将燃料转变为便于利用和加工的合成气。目前常用的固体燃料气化剂有O2，H2O 以及两者的混合物[1]。O2气化合成气常用于发热和发电，H2O 气化合成气常用作化工合成原料[2]。适合于固体燃料气化过程的气化炉主要包括气流床和流化床工艺。流化床气化炉中的气化过程主要受到动力学和流体力学等因素的限制，通常情况下远离平衡态，而气流床气化炉的操作温度通常为1 100～1 400 ℃（如Shell 和GE 气化工艺），更易达到化学平衡，因此采用简单实用的热力学平衡方法考察气流床中固体燃料-氧气气化特性可为气流床气化炉的初期设计提供基础数据[2]。

目前，研究者多采用Gibbs 自由能最小化原理研究固体燃料气化过程，可摆脱复杂的化学反应机理，并具有高度的热力学一致性[3-7]。基于Gibbs 自由能最小化原理的O2-固体燃料气化体系已有大量报道。周金豪等[8]基于Gibbs 自由能最小化原理考察了煤和生物质在O2气化剂作用下的共气化反应特性，发现当生物质质量分数为20%，O 和C 物质的量比（O/C 比）在1.1～1.3 时气化效果最佳。彭伟锋等[9]基于Gibbs 自由能最小化原理建立了水煤浆气化模型，模型结果与实际生产数据较为吻合。Prins 等[10]基于热力学平衡原理考察了不同O/C 比的固体燃料对气化效率的影响，得出了当气化温度在927 ℃、固体燃料O/C 比小于0.3 时，气化过程有效能损失最小，其低位热值高于23 kJ/g。……