四元醇-汽油混合燃料在不同压缩比下的发动机性能、排放及能量与?分析研究

本研究针对城市固体废弃物(MSW)处理难题，创新性开发了基于Fe2O3/Al2O3和沸石催化剂的蒸汽气化工艺，通过Aspen Plus模拟优化参数组合，实现H2摩尔分数达83.8%的富氢合成气生产，冷煤气效率最高达94%，为废弃物资源化与清洁能源开发提供新范式。

　　

随着全球城市化进程加速，城市固体废弃物(MSW)堆积已成为严峻的环境挑战。印度尼西亚环境数据显示，2023年全国65.83%的垃圾仍采用填埋处理，不仅占用土地资源，更产生大量CO₂、CH₄等温室气体。传统焚烧技术虽能减容，却面临二噁英、重金属排放等二次污染问题。在此背景下，印度尼西亚大学(Universitas Indonesia)的研究团队在《International Journal of Hydrogen Energy》发表创新成果，开发出基于双催化体系的MSW蒸汽气化工艺，将生活垃圾转化为高附加值氢能。

研究采用Aspen Plus v12建立热力学平衡模型，通过吉布斯自由能最小化原理模拟气化反应。关键技术包括：1)构建包含Fe₂O₃/Al₂O₃和沸石催化剂的反应体系；2)分析蒸汽/MSW比(S/M)、气化剂比例(GR)和温度等参数影响；3)以印尼实际MSW组分为原料进行系统优化。

【Effect of S/M and catalyst to synthetic gas yield】
模拟显示在900°C时，两种催化剂均呈现相似规律：当S/M=0.5时达到最佳氢产率，Fe₂O₃/Al₂O₃和沸石分别实现83.74%与83.82%的H₂摩尔分数。沸石催化剂因独特的微孔结构表现出更优的焦油裂解能力，使CO浓度稳定在14%的理想水平。

【Conclusion】
研究确定1100-1150°C为S/M比最优温度窗口，850-950°C适用于GR混合气化。在此条件下，沸石催化剂的冷煤气效率(CGE)达94%，显著高于Fe₂O₃/Al₂O₃的91%，合成气低热值(LHV)提升至11.6 MJ/Nm³。该成果不仅为MSW处理提供环境友好方案，更通过"废弃物-氢能"转化路径推动循环经济发展。

这项由Bayu Aji Saputro领衔的研究具有三重突破价值：首次系统比较Fe₂O₃/Al₂O₃与沸石在MSW气化中的协同效应；建立可预测的氢产率模型；为发展中国家垃圾能源化提供可复制的技术模板。研究获得印尼教育与文化部等机构资助，其成果对实现联合国可持续发展目标(SDGs)具有重要实践意义。