【摘要】：能源危機(jī)與溫室效應(yīng)使高效低污染的近零排放系統(tǒng)備受關(guān)注。以生物質(zhì)為原料的無氧氣化制氫系統(tǒng)不但能夠利用廢棄的生物質(zhì)制取高純度氫氣,而且可以同時(shí)獲得便于后續(xù)存儲(chǔ)和利用的高濃度C02。基于、CaO吸收體氣化法是生物質(zhì)無氧氣化制氫技術(shù)的核心。本文對(duì)CaO存在條件下生物質(zhì)的熱解反應(yīng)以及生物質(zhì)半焦的富氧燃燒反應(yīng)這兩個(gè)工藝中的重要過程開展了實(shí)驗(yàn)研究,為下一步生物質(zhì)無氧氣化技術(shù)的研究和開發(fā)提供參考。 利用熱重-傅立葉變換紅外分析聯(lián)用(TG-FTIR)與XRD分析相結(jié)合的方法研究了生物質(zhì)木屑在CaO存在條件下的常壓熱解反應(yīng)特性,并獲得CaO添加量、升溫速率對(duì)生物質(zhì)常壓熱解失重過程和揮發(fā)份的析出過程的影響特性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明CaO吸收劑的加入改變了生物質(zhì)木屑的熱解特性,在低溫?zé)峤怆A段CaO能夠吸收部分生物質(zhì)熱解產(chǎn)生的CO2,產(chǎn)生CaCO3,同時(shí)能夠吸收H20產(chǎn)生Ca(OH)2,在高溫?zé)峤怆A段CaCO3和Ca(OH)2又分解生成CaO、CO2和H2O。CaO的添加量越大,對(duì)熱解過程的影響越顯著。同時(shí)CaO吸收劑的加入還降低了熱解氣中H2O、CO、CH4以及羰基、芳香烴和酚等焦油類物質(zhì)的析出。升溫速率提高,熱解初始失重溫度變大,造成熱解曲線失重部分整體向高溫方向移動(dòng),且半焦產(chǎn)率增加。 利用加壓熱重分析儀(PTGA)、氣相色譜分析儀以及XRD分析相結(jié)合研究了壓力對(duì)CaO存在條件下生物質(zhì)熱解反應(yīng)的影響特性。結(jié)果表明壓力對(duì)木屑熱解過程有明顯的影響。隨壓力的提高,熱解初始失重溫度變大,造成熱解曲線失重部分整體向高溫方向移動(dòng),熱解半焦產(chǎn)率提高。對(duì)于CaO存在條件下的木屑熱解過程,提高壓力能夠促進(jìn)CaO吸收CO2的碳酸化反應(yīng),同時(shí)提高所產(chǎn)生CaCO3的煅燒分解溫度,有利于生物質(zhì)無氧氣化制氫系統(tǒng)氣化爐中CO2的吸收固定。熱解壓力的提高還可以抑制熱解焦油類物質(zhì)的揮發(fā),增加焦油類物質(zhì)通過CaO吸收劑的停留時(shí)間,有利于生物質(zhì)無氧氣化過程中焦油的去除和分解。 利用加壓熱重分析儀(PTGA)、掃描電鏡(SEM)技術(shù)相結(jié)合研究了生物質(zhì)木屑熱解半焦的加壓富氧燃燒特性,考察不同熱解條件和不同燃燒氣氛對(duì)熱解半焦燃燒特性的影響。結(jié)果表明加壓或CaO存在的條件下所獲得的半焦反應(yīng)活性變差,使得半焦的燃燒著火溫度升高,半焦燃燒穩(wěn)定性變差。在壓力不變的條件下,隨著O2濃度的增加,燃燒初始失重溫度變小,造成燃燒曲線失重部分整體向低溫方向移動(dòng),燃燒著火溫度降低,燃燒穩(wěn)定性整體提高。保持O2濃度不變時(shí),在常壓-1.3MPa范圍內(nèi)提高反應(yīng)壓力力,對(duì)半焦的燃燒特性有類似的影響。保持O2分壓不變,提高反應(yīng)壓力,降低O2濃度,燃燒初始失重溫度變大,造成燃燒曲線失重部分整體向高溫方向移動(dòng),著火溫度升高,燃燒穩(wěn)定性降低,不利于燃燒反應(yīng)進(jìn)行。說明O濃度對(duì)半焦燃燒反應(yīng)的影響比壓力更明顯。
【圖文】：

人類目前的能源消耗呈現(xiàn)出以常規(guī)化石能源為主的常規(guī)格局，但化石能源的儲(chǔ)量有限，短時(shí)間內(nèi)又不能再生，常規(guī)的化石能源已面臨枯竭危機(jī)。世界和中國主要常規(guī)化石能源儲(chǔ)量的預(yù)測如圖1一1所示川。從全球范圍總體來講，煤炭可供人類開采約230年，石油45年，天然氣61年，鈾約71年，從局部來講，中國面臨著更為嚴(yán)峻的形勢(shì)，尤其是作為國民經(jīng)濟(jì)血液的石油資源，中國開采量僅約為15年。能源，尤其是石油資源，已成為制約一個(gè)國家和地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的至關(guān)重要的因素

人類目前的能源消耗呈現(xiàn)出以常規(guī)化石能源為主的常規(guī)格局，但化石能源的儲(chǔ)量有限，短時(shí)間內(nèi)又不能再生，常規(guī)的化石能源已面臨枯竭危機(jī)。世界和中國主要常規(guī)化石能源儲(chǔ)量的預(yù)測如圖1一1所示川。從全球范圍總體來講，煤炭可供人類開采約230年，石油45年，天然氣61年，鈾約71年，從局部來講，中國面臨著更為嚴(yán)峻的形勢(shì)，尤其是作為國民經(jīng)濟(jì)血液的石油資源，中國開采量僅約為15年。能源，尤其是石油資源，已成為制約一個(gè)國家和地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的至關(guān)重要的因素
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：TK6

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2674956