藥渣類生物質(zhì)多以植物的根、莖、葉類為主,形態(tài)復(fù)雜、含水率高、能量密度低,其氯元素和重金屬含量含量相對(duì)較高,在燃燒的過程中,極易產(chǎn)生二VA英。將藥渣與煤炭混合燃燒,可以有效的改善燃燒活性,提高發(fā)熱量。而在絕氧熱解的條件下,則不會(huì)有二VA英的形成。本文選取低階煤(神木煤)和中藥渣作為研究對(duì)象,首先利用TG-FTIR聯(lián)用分析法研究煤與藥渣共熱解過程的熱解參數(shù),建立動(dòng)力學(xué)模型;通過紅外分析煤與藥渣共熱解過程的氣體組分;然后利用雙溫區(qū)管式爐分別對(duì)煤、中藥渣及其混合樣品進(jìn)行熱解、燃燒研究,并對(duì)熱解固體產(chǎn)物進(jìn)行燃燒試驗(yàn),結(jié)合EDS和XRD分析手段,對(duì)試驗(yàn)所得的氣體、固體、液體中的氯離子進(jìn)行離子色譜檢測(cè)分析,研究煤與藥渣共熱解、共燃燒后氯的析出規(guī)律以及在三相中的分布率。得出如下結(jié)論:(1)隨著藥渣在混合樣品中所占比例的增大,反應(yīng)活性有所下降,但反應(yīng)速率增加;藥渣、煤及其混合樣品熱解的氣體組分主要為CO_2、烴類、酸類、酮類、羧酸類、酯類等小分子物質(zhì),HCl的析出規(guī)律也有很大不同。(2)混合樣品熱解焦油中的氯主要來自藥渣的分解,溫度升高,氯在焦油和煤氣中的分布率增加,低溫區(qū)的增加速度大于在高溫區(qū),轉(zhuǎn)移到氣體中的氯遠(yuǎn)小于焦油和焦炭;氯在固相的分布率主要受煤熱解產(chǎn)生氯的影響,低溫時(shí),液相中的分布率大于固相,隨著溫度的升高逐漸占據(jù)優(yōu)勢(shì),在氣相中的分布率始終小于固相和液相。利用EDS和XRD儀器對(duì)熱解所得焦炭(半焦)進(jìn)行分析可知,半焦(焦炭)中元素K和Cl的存在形式發(fā)生了很大的變化,從而影響了氯元素的析出量。(3)對(duì)比混合樣品直接燃燒和混合樣品熱解固體產(chǎn)物在燃燒過程中氯的析出率,二者的氯析出率曲線在形狀趨勢(shì)上具有相似性,但在數(shù)值上相差較大。這是由于低溫?zé)峤夂螽a(chǎn)生的焦炭(半焦),其揮發(fā)分和有機(jī)化合物并沒有完全的析出或者分解,熱解后燃燒與原樣品的析出基本一致。由于混合樣品的物理結(jié)構(gòu)和性質(zhì)在熱解的過程中發(fā)生了變化,氯的存在形式也比原樣品中的架構(gòu)簡(jiǎn)單,所以與原樣品燃燒有所不同,半焦燃燒的失重率減小,失重的速率較大,氯的析出率增大等;藥渣中堿金屬的存在有利于混合樣品中氯元素的析出釋放,藥渣和煤直接燃燒遠(yuǎn)大于與熱解后再燃燒的氯的析出量,焦炭燃燒過程中釋放出較少的氯,從而可以有效地避免燃燒過程中二VA英的產(chǎn)生。
【學(xué)位單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TQ530.2
【部分圖文】：

圖 1-1 高溫氣相反應(yīng)生成 PCDD/Fs 的途徑[52]Figure 1-1 High temperature gas phase reaction to generate PCDD/Fs完全燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生二VA英的前驅(qū)物，如氯酚、氯苯或者多氯聯(lián)成表面活化物質(zhì)，在 250～500℃溫度范圍內(nèi)，通過飛灰表面氧化物）的催化作用發(fā)生復(fù)雜的前驅(qū)物縮合反應(yīng)而生成二VA英從飛灰的表面解吸到煙氣中去[53]。Tuppurainen 等人提出對(duì)于Ds 和 PCDFs 的機(jī)理是不同的，PCDDs 主要是通過表面催化的及環(huán)的閉合等多步反應(yīng)生成，而 PCDFs 的形成主要是由氯苯[54]。

圖 1-1 高溫氣相反應(yīng)生成 PCDD/Fs 的途徑[52]ure 1-1 High temperature gas phase reaction to generate PCDD燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生二VA英的前驅(qū)物，如氯酚、氯苯或者面活化物質(zhì)，在 250～500℃溫度范圍內(nèi)，通過飛灰物）的催化作用發(fā)生復(fù)雜的前驅(qū)物縮合反應(yīng)而生成灰的表面解吸到煙氣中去[53]。Tuppurainen 等人提出PCDFs 的機(jī)理是不同的，PCDDs 主要是通過表面催的閉合等多步反應(yīng)生成，而 PCDFs 的形成主要是由

圖 2-2 試樣熱解的 DTG 曲線Figure 2-2 DTG curve of sample pyrolysis圖2-1和圖2-2為煤、藥渣及其混合樣品在氮?dú)鈿夥障碌臒崾е睾蜔崾е厮俾?

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2832296