【摘要】：煤與生物質(zhì)共熱解既可以有效利用生物質(zhì)資源,又可解決由于秸稈燃燒所帶來的環(huán)境污染問題。本文以寧夏寧東礦區(qū)的紅石灣煤與寧夏地區(qū)主要的農(nóng)作物玉米秸稈按不同比例摻混后作為實(shí)驗(yàn)原料,對其在不同熱解條件下的產(chǎn)物分布進(jìn)行研究,并分析煤與生物質(zhì)共熱解時(shí)協(xié)同作用的影響。通過熱重分析發(fā)現(xiàn),隨著升溫速率的增加(5 ℃·min-1、10 ℃·min-1、20℃·min-1、30 ℃·min-1),最大失重速率對應(yīng)的溫度向高溫方向移動,出現(xiàn)了熱滯后現(xiàn)象。隨著生物質(zhì)摻混比例的增加,失重率和失重速率逐漸增大,最大失重速率對應(yīng)的溫度逐漸降低,體現(xiàn)了二者間的協(xié)同作用。在熱重分析的基礎(chǔ)上還建立了煤與生物質(zhì)共熱解的單一反應(yīng)動力學(xué)模型,其平均反應(yīng)活化能為3～79kJ·mol-1,生物質(zhì)的加入降低了第三階段的活化能,有利于煤的熱解。利用固定床熱解實(shí)驗(yàn)裝置,考察了煤與生物質(zhì)共熱解過程中產(chǎn)物的分布情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:煤與生物質(zhì)共熱解產(chǎn)生了協(xié)同作用。(1)隨著熱解終溫的升高,揮發(fā)分釋放越完全,開始熱解溫度逐漸左移,焦油的產(chǎn)率在600℃左右出現(xiàn)最大值,WCoal:WBio=3:1時(shí)焦油產(chǎn)率的協(xié)同作用逐漸減弱,煤熱解時(shí)焦油最大產(chǎn)率為5.92%,WCoal:WBio=3:1時(shí)焦油最大產(chǎn)率為16.80%;(2)隨著熱解終溫的升高,熱解氣體產(chǎn)率逐漸增大,其中H2和CO的體積分?jǐn)?shù)逐漸增加,CH4、C02、C2H6、C2H4、N2的體積分?jǐn)?shù)逐漸減小。WCoal:WBio=1:1時(shí)對熱解氣產(chǎn)率的協(xié)同作用影響增強(qiáng),WCoal:WBio=1:3時(shí)對熱解氣產(chǎn)率的協(xié)同作用影響減弱;(3)在惰性氣氛和還原氣氛下進(jìn)行煤與生物質(zhì)共熱解實(shí)驗(yàn),結(jié)果顯示H2氣氛下熱解時(shí),焦油的產(chǎn)率和熱解氣的產(chǎn)率明顯比惰性氣氛下高,而煤焦產(chǎn)率則明顯降低。通過研究煤和生物質(zhì)共熱解特性,二者間確實(shí)存在一定的協(xié)同作用,主要體現(xiàn)在焦油和熱解氣的產(chǎn)率上。煤與生物質(zhì)共熱解一方面可以提高煤的轉(zhuǎn)化率,降低灰分,實(shí)現(xiàn)煤、生物質(zhì)自然資源的綜合高效利用;另一方面可以增加熱解氣及煤焦油的產(chǎn)率,以獲得更多高附加值的化工產(chǎn)品。
【學(xué)位授予單位】：寧夏大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TQ530.2;TK6
【圖文】：

可作為熱解過程中的供氫劑。生物質(zhì)是唯一一種可以儲存又可以運(yùn)輸?shù)目稍偕Y源，對生物質(zhì)進(jìn)逡逑行加工利用可以轉(zhuǎn)化為固態(tài)、液態(tài)以及氣態(tài)燃料以及其他的一些化工原料或者產(chǎn)品［１６］。生物質(zhì)的逡逑轉(zhuǎn)化利用方式主要包括以下幾種（如圖１．１所示）。逡逑Ｈ邋ｍ邋￣｜熱ａ或電力逡逑一｜邋氣化邋Ｈ生物成燃逡逑一｜熱化學(xué)法￣￣｜熱解邋Ｈ木炭或生物原油逡逑４邋ｍｍ邋Ｈ邋ｍｍ逡逑生物成資源＿邋邐邋水解、發(fā)酵ｈ乙醉逡逑一邋生化法邋一邋邐邋邐逡逑ｋ沼氣技術(shù)一沼氣逡逑邐［Ｈ間接液化ＨＩ平?jīng)�、醚逡逑＂Ｈ化學(xué)法ｈ邐邐逡逑ｋ邐ＳＳ化一生物柴油逡逑物

本文編號：2734186