生物质气化尾气CO2联合微波重整甲苯制备合成气

第30卷第23期农业工程学报VoL, 30 No. 2014年12月Transactions of the Chinese Society of Agricultural EngineeringDec.2014生物质气化尾气CO2联合微波重整甲苯制备合成气李龙之1,宋占龙2,马春元2,王孚懋1,田原宇3(1.山东科技大学机械电子工程学院,青岛266590;2.山东大学燃煤污染物减排国家工程实验室,济南2500613.山东科技大学化学与环境工程学院,青岛266590)摘要:该文以甲苯为焦油模型化合物,利用生物质焦炭诱导其转化合成气,探讨加热方式和通入CO2对甲苯转化的影响。结果表明:同等工况下,微波加热( microwave heating,MH)下甲苯转化率高于常规加热( electricalheating,EH),甲苯转化率最大差值为15.58%。通入CO2可促进甲苯转化,MH和EH下分别在CO2流量为80和40mL/min达到最高转化率93.73%和82.13%。引入CO2可调控甲苯定向制备合成气,且对生物质焦炭造成碳损耗。损耗碳可转化合成气,且CO2通入量越高,其贡献越大。MH下合成气最大产率为173.66 mL/min,为裂解反应的5.68倍。甲苯裂解率持续降至49,0%,之后趋于稳定。甲苯重整转化率维持较高水平,140min后开始减弱,同时合成气收率平缓降低。该文研究结果对高效利用焦油和减排CO2有借鉴意义。关键词:微波;重整反应;焦油;合成气;生物质焦炭doi:10.3969jisn.1002-6819201423.034中图分类号:TK91文献标识码:文章编号:1002-6819(2014)-23-0268-07李龙之,宋占龙,马春元,等.生物质气化尾气CO2联合微波重整甲苯制备合成气[J]农业工程学报,2014Li Longzhi, Song Zhanlong, Ma Chunyuan, et al. Toluene reforming by carbon dioxide recycled from biomassgasification into syngas production under microwave irradiation[J]. Transactions of the Chinese Society of AgriculturalEngineering(Transactions of the CSAE), 2014, 30(23): 268--274(in Chinese with English abstract)0引言研究人员将微波技术运用到焦油转化过程67。结果表明,微波加热可以提高焦油转化率,对改善产物焦油作为生物质气化的伴生产物,会恶化产气选择性和脱除积碳也有良好效果品质。所以,如何脱除焦油并利用其能量是生物质生物质气相产物中通常含有体积分数为研究领域的热点。众多技术中,催化裂解和重整是10%~30%的CO2,会加大气化产气后续利用的脱最有潜力的方式之一5。目前,焦油催化裂解的气碳成本。因此,部分研究者利用CO2对焦油进行转相产物主要为H2,并且由于积碳问题使得制氢收率化利用。彭军霞等研究发现,CO2气氛下甲苯转化不稳定。焦油重整多为蒸汽重整,所制合成气率比N2气氛下提高了1.2%,但该研究未对重整(H2+CO)中HCO比值较高。催化焦油转化通常产物特性和催化剂碳损耗进行深入分析。孔猛等利使用天然矿石、碱金属、过渡金属及金属负载催化用 Ni/MnO-MgO催化CO2重整甲苯31,570℃下剂等1。但是上述催化剂均存在不同程度的问题甲苯转化率为90%,但所用催化剂为金属催化剂,成为制约焦油催化转化的瓶颈。基于此,研究者利制备成本较高而且使用的加热方式为常规加热,并用炭材料如焦炭、木炭、活性炭和生物质焦炭等催未涉及微波加热下甲苯转化特性的相关研究。化焦油转化612。研究表明炭材料具有多孔结构以基于上述分析,本文选择焦油中芳香环结构并及灰分中包含具备催化焦油转化的K、Mg和Na等且含量极高的甲苯为焦油模型化合物,以生物质微金属物质,使得炭材料具备了催化焦油转化的有利波热解的固相产物-生物质焦炭为催化剂和吸波介条件。同时,基于炭材料对微波的良好吸收特性质,利用气化气中富含的CO2对甲苯催化重整定向收稿日期:201406-28修订日期:2014-11-01制备合成气,实现CO2减排利用和焦油综合处置的基金顼目:山东省优秀中青年科学家科研奖励基金(BS20INJo0):双重目的,并且更容易调控所制合成气的氢碳比山东科技大学人才引进科研启动基金(2013RCJ018)作者简介:李龙之,男,山东寿光人,讲师,博士,主要从事新能源利本文利用生物质焦炭诱导甲苯转化,降低了催化剂用及燃煤污染物减排方面的研究。青岛山东科技大学机械电子工程学制备成本,实现了生物质热解产物的高值利用,并院热能系,266590。Email;lilongzhie30@163.com.且将微波技术用转化可降低甲苯转化难度,※通信作者:宋占龙,男,山东寿光人,副教授,博士,主要从事固体胶弃物微波处置等方面的研究。济雨山东大学燃煤污染物减排国家工提高甲苯转化中国煤化工整甲苯过程程实验室,250061。 Email: zIsong(asdu. edu.cr甲苯转化程度CNMHG耗特性,以李龙之等:生物质气化尾气CO2联合微波重整甲苯制备合成气期为生物质气化焦油的综合利用及减排CO2提供了有限公司)加热床料,床层温度通过热电偶检测,思路温控由可编程智能系统执行。微波加热试验装置同试验部分样使用wL-3S型微波源,通过调节微波输出功率1.1生物质焦炭制备和表征大小来控制床层温度,远红外测温仪用热电偶校正选择玉米秸秆作为制炭材料,材料经过冲洗后用来测量床层温度。重整试验使用的立式石英管干燥、粉碎及过筛等前期处理后,每次称取20g状反应器几何尺寸为Φ40mm×200mm,生物质焦装入水平管式石英容器,然后在自主研发的微波热炭均匀分布在距离底部40mm的布风板上试验系解装置上进行炭化处理。该装置的微波源为统的附属部分还包括反应物流量精确控制装置wL-3S型微波源(南京三乐微波技术有限公司(D07-19B流量控制器)、气体产物的后续冷凝干功率0~3kW连续可调。利用微波加热装置附带燥装置和气体产物终端分析仪器( Clarus500GC)的温控功能,在800℃的热解终温下对原料进行充此外,甲苯蒸汽输送管路均采取外包加热带的保温分热解(时间设定为30min),同时为改善所制措施,保证甲苯始终为蒸汽相态。焦炭的表面结构特性,热解过程中持续通入体积分结合试验系统示意图(图1),试验流程简述数为20%的水蒸汽,实现热解炭制备与活化一体如下:称取6g生物质焦炭密置于反应器中,预先化。热解结束后,取出固化成块的热解炭,通过洗通入流量为30mL/min高纯N2,20min后开启微波涤干燥、机械破碎和粒度筛选等处理方式,选用平发生器,待床层温度稳定后将载气和甲苯蒸汽通入均粒度为0.35m的焦炭作为焦油转化催化剂并反应器进行试验,通过集气袋收集冷凝干燥后的气密封储存。利用美国麦克仪器公司生产的全自动比体产物,在 Clarus500GC气相色谱上对所收集的气表面及孔隙度分析仪(型号为ASAP2020)获得焦体产物进行成分定量分析,色谱工作条件:载气为炭比表面特性的相关数据,灰分中元素的定量检测N2和He,热导检测器( thermal conductivity detector在美国铂金埃尔默公司生产的电感耦合等离子体DCT)和氢火焰离子化检测器( flame ionization原子发射光谱仪(型号为 Optima7300V)上进行, detector,FID)分别设定温度为200和250℃。反样品用HNO3与HF混合酸溶解体积比为2:1,静应出口的甲苯通过岛津GC2010色谱仪对甲苯进止过夜,消煮2h后用 ICP-AES测定元素含量。行检测,检测柱为 Rtx-wax毛细柱,柱长为300m,测试结果示于表1内径为0.25mm,固定液厚度为0.25/m。对取样时表1生物质焦炭特性间内的产物作整体分析,而且试验采取了多次取样Table 1 Characteristics of biomass char的方法,并且取标准偏差在±0.5%以内的3次结果物理待性pm数值lhe的均值作为最终结果布鲁诺尔-艾米特泰勒比表面积为一·气体样品Brunauer-Emmett-Teller specific surface 39.00 Si/%0.008微孔比表面积 Microporous specific总孔容 Total pore volume/(cm3g2)微孔孔容 Micropore volume(mg)0.021平均孔径 Average pore size/nm气体样品1322Mg%3.107Gas sampleAl%0.2440.0161.2试验材料、装置及流程本文以体积分数为99.5%的甲苯为焦油模型物并输入蒸发瓶中,产生的甲苯蒸汽由载气携带进入1.气瓶2.气表3.开关阀门4.蒸发器5.注射泵6.微波反应反应器,甲苯蒸发量的标定后面单独介绍。甲苯裂器7.石英反应器8.滤盘9波导管10.过滤器11.冷凝器解试验载气为N2,甲苯重整试验CO2不仅作为重1. Gas bottle2. Gas meter3 On-off wave4. Evaporator整介质,而且与N2作为联合载气使用。裂解和重Pump6 Icrowave reactor. Quartz reactor,s. leve plateguide 10. Filter 11. Water condenser 12. Microwave整试验中载气总流量均为200 mL/min,甲苯在床料13. Infrared pyrometer层中的滞留时间控制在1.5s。甲苯转化试验分别在常规加热和微波加热重整装置上进行。常规加热装Fig 1 Schemat中国煤化工 ed reformin置使用管式电炉(型号SK-G06143,天津中环电炉CNMHG270农业工程学报2014年1.3甲苯蒸发量测试2.2CO2流量和加热方式对甲苯转化的影响准确量取一定质量的甲苯液体装入蒸发器并2.2.1CO2流量和加热方式对甲苯转化的影响置于数显加热器,对其恒温蒸发。通过减压阀和流CO2通入流量和加热方式对甲苯转化率的影响量控制器调节载气N2(或N2+CO2)的流通压力与示于图2。如图2所示,MH作用下,当CO2流量流量。蒸发测试分2阶段:第Ⅰ阶段,蒸发温度从低于80mL/min,XcH;随着CO2通入量的提高而递室温至设定温度,停止加热并测量甲苯剩余质量增,CO2流量为80mL/min时,X达到最高值(记为耵1);第Ⅱ阶段,重新加热并在蒸发温度达93.73%,比甲苯裂解转化率高出12.08%,此后继续到设定值后继续恒温蒸发,一段时间(T)后停止加大CO2通入量反而导致XCH降低,CO2流量为加热,称取甲苯剩余质量(记为W2)。120mL/min,Xc降至89.24%。由此说明,通入1.4评价指标合适流量的CO2能够起到促进甲苯转化的作用。其本文利用转化率(XCH,%)和合成气产率(Ys,原因有2方面:一是CO2的通入使得甲苯同时参与mL/min)2个指标评价甲苯转化程度和合成气生成裂解(式(4))和重整反应(式(5)),且CO规律。上述指标的计算依据与推导如下所示通入量的增加使得甲苯重整反应加强,促进了XCHs转化率:甲苯转化率κμ按式(1)进行计算。升高。二是CO2的引入能够脱除部分积碳,可以减X。=-o×100%(1)弱积碳对焦炭表面特性的恶化,有利于甲苯转化。CO2通入量超出80mL/min,Yc随CO2流量增加式中:mm为初始甲苯的量,g:mot为剩余甲苯的而降低是因为碳参与气化反应,且反应程度随CO2量,g通入量的增加而加强,使得生物质焦炭损耗加大,成气产率:相比于金属催化剂,焦炭诱导甲从而降低了焦炭对甲苯转化的作用性能。所以,微苯重整过程中,除甲苯直接转化合成气,碳的气化波辐照焦炭诱导甲苯重整过程中,焦炭损耗问题不反应也会生成部分CO,从而提高了合成气产量可避免。同时,碳通过气化反应产生一定数量的本文用合成气产率Ys表征反应体系的合成气生成CO,对合成气产率有直接贡献。特性,具体计算参见式(2)。甲苯裂解反应中合C7Hg→7C+4H成气的组分主要是H2,而且不存在气化反应,式(2)CnHg+7CO2→14CO+4H2(5)同样适用Ys=Fo×(1,+qo)式中:Fou为气态产物总生成量, mL/min:om:和gco分别为产物中H2和CO的体积比例,%。2结果与分析微波加热 Microwave heating2.1甲苯蒸发量测试结果电加热 Electrical heating利用式(3)得到单位时间内甲苯平均蒸发量020406080100120W,测试参数和结果列于表2。需要指出的是,为CO2流量CO2 flow rate( mL min2)注:测试参数如下:温度T为700℃:加热时间t为20min。减小误差同一蒸发试验重复进行三次,所以测试结Note: Test parameters were as follows: Temperature is 700C; Heating time果为三次试验结果的平均值。后续甲苯转化试验is20min.中,其蒸发值选定为0.0434gmin,折算流量为图2CO2流量和加热方式对甲苯转化的影响Fig 2 Effect of CO2 flow rate and heating method on toluene10.57mL/min。W=(W1-W2)T(3)式中:T为恒温蒸发时间,min。从图2可发现,相同工况MH作用下XCH明表2甲苯蒸发量测试结果显高于EH,在CO2通入量为80mL/min时达到最Table 2 Results of toluene evaporatio大差值15.58%(P<0.001)。对此可从3方面分析N2压力蒸发量1)微波辐照下,焦炭的表面弱键及缺陷位与微波Temperature/C N2 flow rateMPa(mL' min)发生的区域共振耦合传能,导致床层能量分布不0.10.0308均,局部出现超热区(即“执点效应”),“热点效应”也是中国煤化工测温发现床0.0434层某些测点的CNMHG度,直接证李龙之等:生物质气化尾气CO2联合微波重整甲苯制备合成气271实了“热点效应”的存在。2)微波诱导甲苯转化碳物料守恒分析,结果列于表4。结合反应前后碳过程中,存在着与温度无关的“非热效应”,可以的质量变化(式(7))量化气化反应对合成气产导致反应气体化学键的减弱,从而降低反应活化率的贡献,计算依据为重整积碳导致碳质量增加能。3)微波加热和焦炭催化可能存在协同效应,气化消碳使得碳质量减少,积碳/消碳过程尽管存在利于甲苯的转化。作者初步分析认为,“热点效应”“碳置换”,但两者的综合效果体现了碳质量的变是MH能够显著增强甲苯的主导原因,今后需设计化程度,进而根据气化反应的化学计量比可以得到试验对“热点效应”的作用机制进行量化研究。彭碳气化反应的CO产量。军霞等和冯晓宁也认为微波加热下的“热点效×1000应”使得甲苯转化率提高式中:mca表示反应前后碳质量变化的计算值,mg从图2还可发现,EH方式下随着CO2流量的mcm为反应入口甲苯和CO2中碳的总质量,g;mcom提高,XC的增加幅度不如MH,这说明EH下甲反应出口甲苯、CO、CH4、C6H6和CO2等物质中苯重整反应程度不高。因此,CO2更多是参与气化碳的总质量,g反应,导致焦炭损耗更严重,从而使得EH下XCHc, measure=mn1n×Cim-mlut×Co×1000(7)在CO2流量为40mL/min时达到最大值82.13%,式中: c meas为反应前后碳质量变化的测试值,此后XCH开始降低。mg;mn和mom分别为反应前后焦炭质量,g;C表3的数据表明,引入CO2对提升合成气产率和Co分别是反应前后焦炭中碳的质量分数,%有积极作用,其原因是甲苯裂解的气态产物主要是表4碳物料守恒分析结果H2,而CO2重整甲苯的产物以H2和CO为主,并Table 4 Carbon mass balance analysis results且等量甲苯通过重整反应制得的合成气产量明显CO2流量O2 flow rate/(mL min)高于裂解反应。表3显示,CO2流量为80mL/min56923时,Ys达到最高值173.66mL/min,此产率为裂解38.797,24反应Fs的568倍。此后继续提高CO2流量,XH4050.269.15反而有所降低,但其降低幅度很小。这是因为碳参与气化反应生成部分CO,缓解了XCH的降低对合成气收率的不利影响。随着CO2流量的加大,合成114.38气氢碳比(Rco)持续降低。根据反应(4)和(5)141.70141.5426.42的化学计量比,可求得RH2Co理论最小值为0.29注:Ksco为碳损耗对合成气产率的贡献,综合气化反应式(C+CO2=2CO和 c measure计算。mcsa为反应前后碳质量变化的计算值,mg; Ie measur表3显示在CO2流量为100和120mL/min时,R12Co反应前后碳质量变化的测试值,mg。测试参数如下:温度T为700℃仅为0.28和0.2,这说明部分CO为气化反应所制,加热时间:为2mNote: Ys. co is contribution of syngas yield from carbon loss, which can be证实了气化反应对合成气的贡献。obtained by me, measure combined with gasification reaction(C+CO2=2CO表3微波加热下CO2流量对合成气的影响cal represents calculated changes of carbon mass before and after thereaction, with a unit of mg. me measure stands for measured changes of carbonTable 3 Effect of COz flow rate on syngas production under mass before and after the reaction, with a unit of mg. Test parameters weremicrowave heatingas follows: Temperature is 700C; Heating time is 20minCO2流量合成气产率合成气氢碳比对照表4的数据可发现,甲苯裂解产生的碳不Syngas yield/ Ratio of H2 and CO in syngas(mL min(mL min)能消除,使得反应后碳质量的增幅为9.49%。CO2的导入使得气化反应程度强于积碳反应,表现为碳质量的降低。而且,碳损耗随着CO2通入量的增加而加大,CO2通入量为120mL/min时,碳损耗率达到2.36%。对比mca和 mc measur可发现,前者略高于后者,说明前者计算过程忽略了一些低分子碳烃等,可能与仪器量程或测试误差有关。甲苯重整体171.570.22测试参数如下:温度T为700℃:加热时间t为20min。系中,碳损耗直接贡献了CO的生成,随着CO2通Note: Test parameters were as follows: Temperature is 700 C: Heating time入量的提高,贡献越大。CO2流量为120mL/min20时,碳损耗贡献的合成气占总产率的15.4%。甲苯2.2.2甲苯转化反应体系碳物料守恒分析化工、CO、CH4进一步通过式(6)对甲苯转化反应和YHMHG物还包括一272农业工程学报2014年些未检测到的低碳烃等。段(140~180min),Ys有所降低,这与甲苯转化2.3微波加热下甲苯裂解与重整特性比较率的降低有直接关系。此外,相比于XcH的降低趋本文对裂解和重整过程中κc灬的变化规律进势,此阶段Ys的降低趋势更平缓,这是由于测试后行测试,结果反映于图3。如图3所示,裂解反应期气化反应的发生缓解了XCH的降低对Ys的负面初期H在80%以上,此后随反应的进行,XH,影响。图4表明,裂解测试过程中Ys的降低趋势显的降低趋势延续到150min,表明甲苯裂解反应的著,这是因为生物质焦炭失活严重制约了甲苯的催程度随时间的推移逐渐减弱,原因是裂解反应产生化裂解,130min后Ys趋于稳定,此时甲苯主要进的大量积碳,恶化了生物质焦炭的比表面特性,甚行热裂解,焦炭失活对其影响不大。至会直接占据表面活性位,严重制约了甲苯裂解反一裂解反应 Cracking reaction应的进行。反应后期XCH降至49.0%,此后变化不一重整反应 Reforming reac大,表明此时甲苯以热裂解为主。总之,甲苯裂解反应中焦炭积碳失活严重,如何加强积碳的脱除是解决上述问题的技术关键。瓣礼了如裂解反应 Cracking reaction★重整反应 Reforming reaction卫品130020406080100120140160180200间 Time/min506050图4微波加热下合成气产率随时间的变化Fig 4 Variation of syngas yield with time under microwave3结论020406080100120140160180200本文通过微波辐射生物质焦炭促进甲苯转化时间 Time/min研究了裂解和重整气氛下甲苯转化特性与产物析注:测试参数如下:温度T为700℃:加热时间t为90mm:CO2流量出规律,主要结论为:Fco2为80 mL/min。下Note: Test parameters were as follows: Temperature is 700 C; Heating time1)通入CO2可促进甲苯转化。MH下CO2流is 90 min; Flow rate of CO2 was 80 mL/min, Same as below.量为80 mL/min时,甲苯转化率最高,相比裂解转图3微波加热下甲苯转化率随时间的变化化率高出12.08%;EH下CO2流量40mL/min时,Fig 3 Variation of toluene conversion with time under达到最高转化率82.13%。相同工况下,MH作用下甲苯转化深度强于EH,转化率最大差值为15.58%图3显示,重整反应初期XCH在90%以上,2)CO2的通入可调控甲苯定向转化合成气这是甲苯裂解和重整耦合进行的结果。此后, XCHB Mh作用下,CO2流量为80 mL/min时,合成气产出现一定的降低并很快达到较稳定的状态。由此表率达到最高值17366mL/min,远高于裂解反应的明,此阶段焦炭对甲苯重整反应的作用效果比较稳306 mL/min。同时,通入CO2会降低合成气的定,这说明CO2的通入使得焦炭活性得到较好保持。H2CO值。但是,140min后X再次降低并持续到测试结束3)通入CO2使得生物质焦炭出现碳损耗,损这是惰性积碳和碳损耗综合所致。综上分析,碳损失的碳通过气化反应生成CO,且加大CO2通入量耗会削弱焦炭对甲苯的重整效果,反应进行140min可提高气化反应对合成气产率的贡献,CO2流量为时需补充新鲜的生物质焦炭。120 mL/min时,其贡献的合成气占合成气总产率的利用式(3)得到甲苯裂解和重整的Ys,结果154示于图4。如图4所示,同一测试节点,重整反应4)随着CO2通入量的升高,甲苯裂解转化率的ys远高于裂解反应,表明甲苯重整更利于合成气持续降低,140min后裂解率降为490%,之后波动的定向制备。重整反应中Ys随时间的变化过程可以很小。重整反应能够实现甲苯的高效稳定转化,仅分成2阶段:第1阶段(0~140min),Ys处于一在测试后期甲苯转化率有所降低。气化反应可推迟个平台期,此阶段可以实现合成气连续且稳定的生甲苯重整转化中国煤化工利影响,前成,合成气产率保持在153mL/min以上;第2阶140min内合HCNMH Gin以上第23期李龙之等:生物质气化尾气CO2联合微波重整甲苯制备合成气273[参考文献]Peng Junxia, Zhao Zengli, Li Haibin, et al. 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International Journal of Hydrogen Energy,]祃晓宁.微波辅助木炭催化裂解甲苯的研究[D].大2012,37(18):13355-13364连:大连理工大学,2012[15]李龙之.微波辐照下生物质热解气定向转化合成气研eng Xiaoning. Decomposition of Toluene with Charcoal究[D.济南:山东大学,2012as Catalyst under Microwave Irradiation D]. DalianLi Longzhi. Research on Directional Conversion ofDalian University of Technology, 2012. (in Chinese withGaseous Products from Biomass Pyrolysis into SyngasEnglish abstract)Production under Microwave Irradiation[D]. Jinan[8]彭军霞,赵增立,李海滨,等.生物质焦制备条件对甲Shandong University, 2012.(in Chinese with English苯裂解特性的影响J.农业工程学报,2010,26(6):251—256中国煤化工CNMHG农业工程学报2014年Toluene reforming by carbon dioxide recycled from biomassgasification into syngas production under microwave irradiationLi Longzhi, Song Zhanlong, Ma Chunyuan, Wang Fumao, Tian Yuanyu(1. College of Mechanical and Electronic Engineering, Shandong University of Science and Technology, Qingdao 266590, China2. National Engineering Laboratory for Coal Combustion Pollutants Reduction, Shandong University, Jinan 250061, China3. College of Chemical and Environmental Engineering, Shandong University of Science and Technology, Qingdao 266590, China)Abstract: The quality of gaseous products can be deteriorated by tar, CO2 and other impurities during the processof biomass gasification. Based on the those impurities analysis, tar conversion by CO2 is performed in this paperToluene was chosen as a model compound in this study, and it was used for converting into syngas productionover a biomass-derived char Biomass char is obtained from the pyrolysis of corn straw at a microwave-assistedexperimental system. The influences of heating method includes microwave heating(MH) and electrical heatingEH) as well as CO2 flow rate on toluene conversion, syngas yield and carbon loss. The results show that tolueneconversion from microwave heating is significantly higher than that from electrical heating under the samecircumstances. And it is revealed that a maximum difference of toluene conversion between microwave heatingand electrical heating is reached up to 15.58% at CO2 flow rate of 80 mL/min When a certain amount of CO2 isimported, toluene conversion can be improved effectively. The highest toluene conversion of 93. 73% is achievedunder microwave heating at CO2 flow rate of 80 mL/min, while toluene conversion under electrical heating isreached a peak of 82. 13%, corresponding to CO2 flow rate of 40 mL/min. Moreover, the introduction of CO2 canregulate the conversion of toluene into syngas production with a suitable ratio of H2 and CO. At the same time, anexcess of CO, can result in a loss of carbon contained in biomass-derived char. The carbon consumed through thgasification of CO2 can be converted into part of syngas production, which can impose a direct contribution tototal syngas yield. With the increase of CO2 flow rate, a higher syngas yield from carbon consumption is achievedThe maximum contribution of carbon consumption to syngas yield is 15.40% under microwave heating at CO2flow rate of 120 mL/min. According to the results, it is found that the highest yield of syngas derived from toluenereforming by CO2 under microwave heating is 173.66 mL/min when CO2 flow rate is 80 mL/min. And the yieldmentioned above is 5.68 times that of syngas obtained from toluene cracking in the absence of CO2. a decrease inthe conversion of toluene cracking is revealed, with the advancement of cracking experiment. And continuousdecrease in toluene conversion occurred in cracking experiment until the conversion of toluene cracking dropsbelow 49.0%. Afterwards, a stable phase of toluene conversion is seen in toluene cracking. It is fond that theconversion obtained from toluene reforming is maintained at a higher level, compared to that from toluenecracking. After toluene reforming conducted for 140 min, a decrease in toluene conversion is emerged. At thesame time, a gentle decrease in the yield of syngas produced from toluene reforming is observed after 140 minThe conclusions of this study have a significant effect on efficient disposal and utilization of tar from biomassgasification. This research can also provide beneficial reference to the emission of coKey words: microwaves; reforming reactions; tar; syngas; biomass char中国煤化工CNMHG