生物质热解及半焦气化特性实验研究

发布时间：2020-07-02 23:29

【摘要】：生物质能作为一种资源丰富、清洁且可再生的能源,已得到国内外研究学者的关注。本文针对生物质的热解特性进行了深入研究,同时,为提高生物质的利用效率,对生物质的热解半焦进一步加以利用,研究了不同反应条件对生物质热解半焦的CO2气化特性的影响。本文主要从以下几方面开展研究工作:在热重红外联用仪上进行了生物质的热解实验研究,考察了生物质种类、升温速率及热解温度对热解特性的影响,开展了热解气相产物释放规律的实验研究。采用DAEM和F-W-O法对在不同升温速率下生物质的热解进行动力学特性分析,获得热解动力学参数。结果表明,生物质的种类、升温速率及热解温度对热解的影响很大。当升温速率为20℃/min时,热解最充分,挥发分的析出量最多,且松木屑的热解失重量最大。生物质的热解产物中轻质气体主要为CO_2、CO、CH_4和H_2O等小分子气体,不同热解阶段气体析出量差别很大,且不同的热解产物的析出特性由生物质样品内部官能团的重组、断裂引起。在热分析实验的基础上,利用FTIR技术及BET法对热解过程中的焦结构演化行为进行了表征。研究表明,焦样中的官能团主要以羟基(-OH)吸收峰、脂肪族的C-H及芳香族的C=C、C=O等含氧官能团为主。热解温度的升高,半焦碳化程度加深,焦内部芳香结构增加,半焦中各官能团的数量和种类逐渐减少。同时,热解过程中不同生物质种类的半焦,其焦中的孔隙结构变化较大。玉米秸秆半焦与松木屑半焦中主要以微孔为主,稻壳半焦以中孔分布较多。不同热解终温下其焦样的比表面积也大不相同。通过对半焦CO_2气化特性实验研究,结果表明,不同气化反应条件对气化反应活性的影响较大。热解升温速率及气化温度的提高,均能提高半焦CO_2气化的总反应速率。
【学位授予单位】：东北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK6

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 张守玉,吕俊复,岳光溪,王洋;半焦氧化过程中反应活化能的变迁[J];热能动力工程;2004年04期

2 余建立，肖兴国;用热分析法研究半焦气化动力学[J];东北大学学报;1994年06期

3 乔晋红,赵炜,谢克昌;煤半焦吸附性的实验研究[J];太原理工大学学报;2003年06期

4 熊源泉;郑守忠;金保升;肖睿;;煤气化半焦增压流化床燃烧特性中试试验研究[J];热能动力工程;2007年02期

5 钱京娅,赵树昌;羊角褐煤快速热分解半焦性质的研究[J];大连工学院学报;1987年02期

6 孙锐;张鑫;Leungo Kelebopile;廖坚;吴少华;;燃烧中气化半焦孔隙结构特性变化实验研究[J];中国电机工程学报;2012年11期

7 黄南,刘典福,吴东垠,盛宏至;制备温度对不同煤种半焦性质的影响[J];节能与环保;2002年05期

8 周毅,段钰锋,陈晓平,赵长遂,吴新;半焦孔隙结构的影响因素[J];锅炉技术;2005年04期

9 邢德山;阎维平;;用压汞法分析工业半焦的孔隙结构特征[J];华北电力大学学报(自然科学版);2007年05期

10 朱金忠;陈雪莉;王辅臣;;稻草及热解半焦颗粒流化特性[J];过程工程学报;2010年01期

相关会议论文 前8条

1 刘军利;唐惠庆;郭占成;;炼焦收缩阶段半焦脱硫的实验研究[A];2004年全国冶金物理化学学术会议专辑[C];2004年

2 张亚婷;云卉;王露;刘涛;周安宁;;神木半焦改性及其光催化性能的研究[A];中国化学会第29届学术年会摘要集——第12分会：催化化学[C];2014年

3 李春虎;杨林;王林学;胡龙军;齐欣;冯丽娟;;改性活性半焦选择性吸附脱除燃油中含硫化合物的研究[A];第十三届全国催化学术会议论文集[C];2006年

4 刘典福;魏小林;盛宏至;;半焦与RDF混烧排放特性实验研究[A];2004全国能源与热工学术年会论文集（2）[C];2004年

5 肖瑞瑞;李鹏;陈雪莉;于广锁;于遵宏;;生物质热解半焦对焦油吸附效果的研究[A];上海市化学化工学会2009年度学术年会论文集[C];2009年

6 周宏仓;金保升;肖睿;仲兆平;郑有飞;汤莉莉;;原煤和半焦加压燃烧飞灰中PAHs分布特性研究[A];持久性有机污染物论坛2006暨第一届持久性有机污染物全国学术研讨会论文集[C];2006年

7 王文泰;李春虎;阎子峰;;半焦的成型及脱除SO_2性能的研究[A];第六届全国环境催化与环境材料学术会议论文集[C];2009年

8 王萍;于英民;李春虎;;改性半焦低温下脱除烟气中NO_x[A];中国化工学会2009年年会暨第三届全国石油和化工行业节能节水减排技术论坛会议论文集（上）[C];2009年

相关重要报纸文章 前3条

1 本报记者 张苓 方雪萍;半焦产业欲“清洁转身”[N];中国冶金报;2009年

2 裴贤丰 曲思建 王利斌 商铁成 张樝 王晓磊;半焦的应用现状与发展[N];中国冶金报;2010年

3 本报记者 张兴刚;煤热解需破除半焦利用瓶颈[N];中国化工报;2012年

相关博士学位论文 前10条

1 王玉高;煤及热解半焦粉末的温和氧化解聚[D];中国矿业大学;2015年

2 胡沔;半焦载Fe-Ni催化剂的制备及其对生物质催化热解的机理研究[D];华中科技大学;2015年

3 王岚（Mahmood Laghari）;快速热解生物质半焦的制备及其在沙漠土壤中的应用[D];华中科技大学;2015年

4 王俊琪;煤的部分气化及半焦燃烧系统集成研究[D];浙江大学;2009年

5 周宏仓;流化床煤部分气化/半焦燃烧多环芳烃生成与排放特性的研究[D];东南大学;2005年

6 张睿;烟煤热解半焦气化特性的研究[D];浙江大学;2014年

7 郭峰波;半焦/改性半焦催化CH_4-CO_2重整特性及机理研究[D];太原理工大学;2013年

8 王芳杰;胜利褐煤温和气化焦油催化重整研究[D];中国矿业大学（北京）;2014年

9 王林学;改性活性半焦选择性吸附汽油脱硫的研究[D];中国海洋大学;2009年

10 邢德山;工业半焦吸附脱除烟气中SO_2和NO_x的研究[D];华北电力大学（河北）;2007年

相关硕士学位论文 前10条

1 李从昭;褐煤低温热解实验研究[D];河北联合大学;2014年

2 孟祥嵩;内蒙古褐煤热解特性及半焦燃烧特性试验研究[D];内蒙古工业大学;2015年

3 杨倩;陕北低阶煤低温热解实验研究[D];延安大学;2015年

4 丁晓阔;褐煤半焦加氢气化制甲烷反应特性和反应机理研究[D];太原理工大学;2014年

5 喻长连;固体热载体法褐煤热解及半焦特性研究[D];太原理工大学;2013年

6 梁丽静;低阶煤热解半焦制水焦浆研究[D];湖南科技大学;2015年

7 景瑞军;含氧煤层气低温脱氧研究[D];太原理工大学;2014年

8 洪勇;低热值油页岩半焦流化床燃烧特性的试验研究[D];重庆大学;2015年

9 彭海军;Corex熔融气化炉内块煤裂解形成半焦的结构及性能研究[D];重庆大学;2015年

10 蒋文强;生物质热解及半焦气化特性实验研究[D];东北电力大学;2016年

本文编号：2738828