選擇玉米秸稈與無煙煤為原料,在循環(huán)流化床中進行空氣-水蒸氣共氣化試驗,采用預(yù)熱裝置將氣化劑(空氣、水蒸氣)由常溫加熱至500℃,研究不同氣化溫度、氣化劑類型、水蒸氣/物料質(zhì)量比(S/B)及生物質(zhì)摻混比對氣化燃氣組分和熱值、氣化效率及碳轉(zhuǎn)率等指標的影響,并對不同反應(yīng)條件下氣化殘渣采用掃描電鏡(SEM)、X射線能譜(EDX)及X射線衍射(XRD)等進行形貌及組分分析,研究煤與玉米秸稈在流化床中共氣化的特性。實驗結(jié)果如下:(1)熱重分析共熱解實驗,玉米秸稈的熱解溫度段為237~375℃,失重峰出現(xiàn)在328℃附近;無煙煤熱解溫度段為512~741℃,失重峰出現(xiàn)在680℃附近;煤與玉米秸稈混合試樣(摻混比例20%、40%、60%)的熱解溫度段為245~410℃,失重峰出現(xiàn)在349℃附近;表明玉米秸稈的加入可以較好地降低無煙煤熱解溫度,從而提高熱解速率。(2)在800~1000℃氣化溫度段,無煙煤單獨氣化時950℃氣化效率最高,為70.29%;玉米秸稈與無煙煤摻混比20%的混合試樣850℃時氣化效率最高,為74.68%。提高氣化溫度能促進氣化反應(yīng)中的裂解和重整反應(yīng),提高碳轉(zhuǎn)化率及氣化效率,但過高的溫度會降低還原反應(yīng)正反應(yīng)速率。(3)與空氣氣化對比,使用空氣-水蒸氣氣化,玉米秸稈與無煙煤摻混比20%時H_2含量顯著增加,體積分數(shù)由1.80%增加到15.53%,結(jié)果表明通過添加水蒸氣氣化有利于提高反應(yīng)氣中氫產(chǎn)率。(4)玉米秸稈與無煙煤摻混比大于40%時會降低燃氣熱值及碳轉(zhuǎn)化率。使用空氣作氣化劑,玉米秸稈與無煙煤摻混比20%時燃氣熱值最高為6125.14kJ·kg~(-1);空氣-水蒸氣作氣化劑時,摻混比40%時燃氣熱值最高為5803.84 kJ·kg~(-1)。玉米秸稈的加入促進CO的生成,抑制CO2的生成。(5)對氣化后的玉米秸稈及無煙煤灰分進行X射線衍射(XRD)分析,無煙煤灰分中主要出現(xiàn)SiO_2和Ca(Al_2Si_2O_8)兩類衍射峰;玉米秸稈灰分中主要出現(xiàn)SiO_2、KAl(SO_4)_2,K_8(SO_4)(SO_3OH_6)和Ca(Al_2Si_2O_8)三類衍射峰。從物相上印證了玉米秸稈中的K、Ca元素以及無煙煤中的Ca元素會存在于共氣化過程中,提高熱解效率并催化焦油的二次分解從而促進共氣化過程。
【學(xué)位單位】：貴州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：TK6
【部分圖文】：

(c) Char-O2gasification圖 1-2 煤焦氣化反應(yīng)機理圖-2 Schematic demonstrations of char gasification reaction mec過程主要反應(yīng)如下（蘇德仁等,2012）： △rH1=-109k△rH2=-62.5 △rH3=162k： △rH4=119k反應(yīng)： △rH5=-42k： △rH6=-87k應(yīng)： △rH7=-206

圖 2-2 流化床裝置實物圖Fig 2-2 Physical map of fluidized bed equipment（2）固定床氣化實驗裝置固定床氣化裝置示意圖見圖 2-3，裝置實物圖見圖 2-4。12345867Vent1.CO22.流量計 3.程序升溫電爐 4.反應(yīng)器 5.冷阱 6.脫硫塔 7.干燥塔 8.氣相色譜儀圖 2-3 固定床實驗裝置示意圖

圖 2-4 固定床裝置實物圖Fig.2-4 Physical map of fixed bed equipment3）氣相色譜儀操作條件，見表 2-4。表 2-4 安捷倫 7820 氣相色譜儀的工作條件Table 2-4 Work condition of The gas chromatography of Agilent 7820主要部件 條件色譜柱 毛細管柱(φ=0.53mm, l=30m)檢測器 TCD載氣 Ar柱流速 2mL/min柱箱溫度 40℃檢測器溫度 200℃驗方法品預(yù)處理

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本文編號：2834532