生物质的热解及燃烧特性研究

发布时间：2020-04-26 09:24

【摘要】： 生物质能作为一种清洁可再生能源,正日益受到全世界的重视。生物质能可以采取直接燃烧、热解、液化与气化等方式加以利用,其中热解、液化、气化等技术已经较为成熟,处于工业应用初级阶段。而现行的大部分生物质直接燃烧技术,燃烧温度较低,不能满足大规模工业应用的要求。本文提出一种生物质粉末化直接燃烧利用新途径,并从生物质的成分构成方面,研究了生物质粉末不同组分的热解模型以及热解现象,分析了各组分对生物质整体热解特性的影响。还根据化学反应的基本性质,研究了粒径、温度以及助燃气体等因素对于燃烧过程的影响。同时利用热重分析技术,研究了升温速率、颗粒直径、气氛三个因素对秸秆粉末的热解和燃烧特性,得出了样品在不同实验条件下的TG曲线和DTG曲线,得到了挥发分开始析出温度、挥发分析出最快温度、着火点温度、燃烧最快点温度等一系列的参数,表现了各种因素的对热解燃烧过程的影响,为生物质粉末直接燃烧技术的进一步研究提供了最基本的参数。实验结果表明根据燃烧阶段的不同,采取合适的手段可以明显改善燃烧状况,提高燃烧效率。特别通过富氧燃烧技术,有可能将燃烧温度提高到工业应用要求之上,大大地开拓生物质直接燃烧技术的应用范围。
【图文】：

化学结构,生物质,木质素,纤维素

2.1 生物质的主要组分构成构成生物质主要组分有纤维素、半纤维素，木质素和小量的其它萃取物与在生物质中，纤维素组织和半纤维素、木质素紧紧结合成一个有机整体。木本生长的比较慢，具有密集的纤维结构，含有较高的木质素，而草本植物一般为纤维比较松散，相应木质素的含量比较低，相反纤维素的含量却比较高。不同质其组成不同，而纤维素和木质素的相对比率是确定生物质类型和选择生物质式的一个因素。2.1.1 纤维素纤维素是生物质结构中最丰富的一种有机组分，占 40-50%。它是一种葡萄体，是由脱水 D-吡喃式葡萄糖基(C6H10O6)通过相邻糖单元的 1 位和 4 位之间的键连接而成的一个线性高分子聚合物 ((1,4)-D-glucopyranose)，如图 2-1 所维素的经验分子式为(C6H10O5)n, n 是聚合度。

木聚糖,半纤维素,化学结构,木质素

图 2-2 木聚糖(半纤维素)的化学结构[8]2.1.3 木质素木质素是生物质的第三大组分。它是由苯基丙烷结构单元以 C-C 键和 C-O-C接而成的复杂的芳香族聚合物，，如图 2-3 所示。木质素可以认为是一组无定形，子量的相关有机化学混合物。木质素在占木质纤维生物质中干燥基的 20～40%，各种草本生物质中占 10～40%。木质素的高位发热量为 21.18MJ/kg。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TK6

【引证文献】