發(fā)布時間：2020-09-15 14:53

　　 面對日益嚴峻的能源問題和環(huán)境問題,尋找一種可再生的清潔能源至關重要。而生物質能作為分布廣泛、種類繁多和價格低廉的可再生能源,可以作為化石能源的替代性能源。生物質能轉化利用技術中,熱解是最為有效的轉化低品位能到高品位能的技術之一。生物質的熱解特性研究在解決能源問題方面具有相當重要的意義。本論文通過開展松木屑和干化污泥的螺旋式熱解實驗以研究不同熱解溫度和固體停留時間對熱解過程中的質量和能量分布、熱解產物的特性研究、重金屬分布以及潛在生態(tài)危險分析等的影響。主要內容如下：(1)松木屑和干化污泥熱解的熱重分析說明了可將熱解過程分為3個階段,分別是水分揮發(fā)、大部分有機物的降解和殘渣的降解,其中,第二個階段是主要的熱解反應階段。在該階段,松木屑的質量損失是71.56%,而干化污泥的是47.29%。(2)在生物質熱解過程中,質量損失約為1.4～11.8%。在松木屑螺旋式熱解實驗中,隨著熱解溫度的升高,熱解氣產率逐漸上升,而熱解油的產率呈現(xiàn)明顯的下降趨勢；而隨著固體停留時間的延長,熱解油的產率在停留時間6 min時達到最大值51.7%。在松木屑熱解過程中,能量損益率在熱解溫度600℃和固體停留時問5 mmin時達到最小值-13.83%。在干化污泥螺旋式熱解實驗中,熱解渣為主要熱解產物,產率均在55%以上。(3)在不同熱解溫度的影響下,松木屑熱解氣的主要成分是CO,其產率約在45.74～47.19%。而干化污泥熱解氣的主要組成是C02和H2,其產率約在52.18%以上。在不同固體停留時問的影響下,松木屑熱解氣的組要成分是CO和CO2。而干化污泥的熱解氣中,H2為主要成分,其產率約為30.65%以上。(4)通過傅里葉轉換紅外光譜(FTIR)譜圖中發(fā)現(xiàn),苯酚是松木屑熱解油的主要化學成分,而干化污泥熱解油中均含有-C=N、脂肪酸C-O鍵以及酯類和酚類的C-O-C鍵。氣相色譜質譜聯(lián)用儀分析(GC/MS)數據說明了固體停留時間對松木屑熱解油的組成成分的影響較小。(5)隨著熱解溫度和固體停留時間的升高,松木屑熱解渣的揮發(fā)分含量隨之降低,而固定碳的含量則隨之增加。松木屑熱解渣的熱重分析表明了在熱解反應過程中,出現(xiàn)兩個主要的失重峰,分別為溫度區(qū)間為290～314℃和314～518℃,其活化能分別為461.10 kJ mol-1和108.45 kJ mol-1.熱解渣的FTIR譜圖說明了固體停留時問不是影響干化污泥熱解渣中官能團分布的關鍵因素。(6)重金屬在熱解渣中的含量百分比約在57.49～81.91%的范圍內說明了這些重金屬在熱解渣中具有良好的穩(wěn)定性。熱解渣的潛在生態(tài)風險指數(RI值)是4525,說明了熱解渣在應用方面具有較高的潛在污染性。
【學位單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2016
【中圖分類】：TK6

【參考文獻】

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本文編號：2819110