综述：生物质和废弃物气化过程中焦油原位转化为富氢合成气的研究进展

这篇综述系统探讨了生物质废弃物（BMW）和城市固体废弃物（MSW）气化过程中焦油（tar）的转化难题，重点分析了原位（in-situ）与异位（ex-situ）方法的优劣。通过优化反应条件（如温度700–900°C）、原料配比及单金属（Ni/Fe）与双金属（Ni-Fe/Ni-Co）催化剂的应用，可显著提升焦油向富氢合成气（H2-rich syngas）的转化效率（>95%），同时指出催化剂烧结和积碳仍是稳定性提升的关键挑战。

　　

Abstract
生物质废弃物（BMW）和城市固体废弃物（MSW）气化过程中的焦油（tar）形成是制约能源转化效率的核心问题。焦油不仅降低系统能效，还会堵塞设备并导致催化剂失活。尽管异位（ex-situ）处理技术研究广泛，但原位（in-situ）方法凭借其传质传热效率高、能耗低和成本优势成为研究热点。通过原料选择（如致密化RDF/d-RDF）、反应条件优化（温度700–900°C）及催化升级（单/双金属催化剂），焦油可高效转化为富氢合成气（H₂-rich syngas）。值得注意的是，双金属催化剂（如Ni-Fe）的稳定性较单金属催化剂提升3.5倍，但积碳和烧结问题仍需突破。

Introduction
全球能源需求增长与非可再生能源的温室气体（GHGs）排放矛盾日益突出，而BMW/MSW的能源化利用成为解决废弃物管理与清洁能源生产的双赢策略。热化学气化技术可将废弃物转化为H₂、CO和CH₄等富氢合成气，但其过程中产生的焦油（含多环芳烃）会通过冷凝或聚合反应损害设备。原位焦油消除技术通过催化裂解（如Ni基催化剂）和蒸汽重整（促进水煤气变换反应WGSR）显著提升H₂产率，同时降低系统复杂度。

Tar formation
焦油是碳质原料气化中形成的氧化有机副产物，其黏稠特性易在低温区冷凝，导致能量损失和设备堵塞。焦油成分复杂，包括轻质（如甲苯）和重质（如萘）化合物，其形成与热解阶段的温度（300–400°C）和气化阶段的二次反应（如R1-R14）密切相关。

In-situ tar elimination
原位焦油升级途径包括热催化、光热催化和等离子体辅助技术。其中，Ni-Fe双金属催化剂在蒸汽氛围下表现出优异的焦油转化率（>95%），但需控制温度以避免逆水煤气变换反应（RWGSR）导致的H₂减产。矿物催化剂（如橄榄石）和碳基催化剂（如生物炭）也展现出低成本优势，但稳定性较差。

Conclusion and outlook
未来研究需聚焦于抗积碳催化剂设计、反应器优化及多技术耦合（如等离子体辅助催化），以实现BMW/MSW气化的规模化应用。此外，原料预处理（如烘焙）和反应参数（如当量比ER）的精准调控对焦油抑制至关重要。