煙稈是煙草摘收之后的剩余物。當(dāng)前各地對大量煙稈的處置大多采取曬干焚燒或丟棄于田間地頭等方式,既污染環(huán)境又浪費(fèi)可再生資源。煙稈屬木質(zhì)纖維類原料,在炭化利用方面有較大潛能,但目前對煙稈炭化利用方面的研究報(bào)道較少。本文圍繞煙稈生物質(zhì)炭化、炭成型塊的制備及性能表征這一主題,研究炭化溫度、最高溫度保持時(shí)間和升溫速率等炭化條件參數(shù)對其炭化產(chǎn)物得率分布的影響。然后,對不同條件下制備的煙稈炭的品質(zhì)特性進(jìn)行表征,包括工業(yè)分析成分(揮發(fā)分、灰分和固定碳)、熱值、元素含量、比表面積和孔容孔徑分布特性,探討炭化條件對煙稈炭品質(zhì)的影響規(guī)律。在此基礎(chǔ)上,研究煙稈炭的膠粘與擠壓成型工藝,主要考察炭粉與膠粘劑配比、混合物靜置時(shí)間、成型壓力等因素對炭成型塊的抗跌碎強(qiáng)度和徑向抗壓強(qiáng)度等力學(xué)特性的影響,探明成型工藝與炭成型塊力學(xué)特性之間的關(guān)系。主要研究成果如下： (1)炭化條件對煙稈熱解產(chǎn)物得率的影響 隨著炭化溫度的增加煙稈炭得率降低。從350℃上升到400℃,炭得率顯著降低；溫度高于400℃時(shí),降低程度減緩。350-600℃,焦油與熱解氣得率呈明顯的負(fù)相關(guān)關(guān)系。適中的保持時(shí)間有利于獲得較高的得炭率。保持時(shí)間為3h時(shí),炭得率為42%,高于其他水平;隨著保持時(shí)間增加,焦油得率降低,熱解氣得率增加。升溫速率的變化對炭得率影響較小,但在較慢的升溫速率條件下獲得的煙稈炭品質(zhì)較好。 (2)炭化條件對煙稈炭性能的影響 為制備較優(yōu)性能的作為燃料用途的煙稈炭,炭化溫度宜控制在400-450℃,保持時(shí)間3h,升溫速率為5℃/min。生物質(zhì)炭的比表面積隨著炭化溫度、保持時(shí)間的增加而增大。在單因素試驗(yàn)中,炭化溫度為600℃,保持時(shí)間4h,升溫速率15℃/min得到的煙稈炭的SBET最高。炭化溫度600℃,保持時(shí)間4h,升溫速率10℃/min有利于制得具有較大累積孔容積的煙稈炭。 (3)工藝條件對基于木薯淀粉膠粘劑的煙稈炭成型塊力學(xué)特性的影響 當(dāng)膠粘劑比例在20-40%范圍變化時(shí),炭成型塊的抗跌碎強(qiáng)度和徑向抗壓強(qiáng)度先增強(qiáng)后減弱,在膠粘劑比例為35%(靜置時(shí)間18h,成型壓力2.5MPa)時(shí)力學(xué)性能最佳。其在跌落3次后的質(zhì)量保留率達(dá)97%,徑向抗壓強(qiáng)度達(dá)到10.952kPa,明顯高于其他水平。當(dāng)炭粉與膠粘劑混合物靜置時(shí)間在6-30h變化時(shí),炭成型塊力學(xué)性能先增強(qiáng)后減弱,在靜置時(shí)間為24h(膠粘劑比例30%,成型壓力2.5MPa)時(shí)力學(xué)性能最佳。其在跌落3次后的質(zhì)量保留率為81.7%,徑向抗壓強(qiáng)度也最佳。當(dāng)成型壓力在2.0-3.5MPa范圍變化時(shí),成型壓力2.5-3.0MPa制備的煙稈炭成型塊力學(xué)特性較佳。成型壓力為2.5MPa(膠粘劑比例30%,靜置時(shí)間18h)的炭成型塊在跌落3次后質(zhì)量保留率最大,達(dá)到94.6%。而3.0MPa制備的炭成型塊徑向抗壓強(qiáng)度為7.761kPa,略高于2.5MPa炭塊的6.695MPa。 (4)添加膠粘劑對煙稈炭的熱值影響不顯著,但揮發(fā)分含量有明顯增加,灰分含量減少；膠粘劑添加比例越大,兩者的變化幅度也越大。
【學(xué)位單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：S216.2
【部分圖文】：

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 第2章炭化條件對熱解產(chǎn)物得率的影響(3)可隨時(shí)改變功率以調(diào)節(jié)升溫速率；(4)設(shè)有高溫?zé)峤鈸]發(fā)氣體冷卻裝置和可燃?xì)怏w凈化裝置；(5)實(shí)時(shí)顯示炭化鲞內(nèi)熱解溫度隨時(shí)間的變化，并自動(dòng)存儲熱解溫度隨時(shí)間變化等工藝參數(shù)數(shù)據(jù)。BSA224S-CW型電子天平，賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司。

浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文 第2章炭化條件對熱解產(chǎn)物得率的影響(3)可隨時(shí)改變功率以調(diào)節(jié)升溫速率；(4)設(shè)有高溫?zé)峤鈸]發(fā)氣體冷卻裝置和可燃?xì)怏w凈化裝置；(5)實(shí)時(shí)顯示炭化鲞內(nèi)熱解溫度隨時(shí)間的變化，并自動(dòng)存儲熱解溫度隨時(shí)間變化等工藝參數(shù)數(shù)據(jù)。BSA224S-CW型電子天平，賽多利斯科學(xué)儀器（北京）有限公司。

第4章膠粘劑對煙稈炭成型燃料力學(xué)特性的影響形見圖4.1。圖4.1成型模具Figure 4.1 The mould and the design sketch4.2.3改性木薯淀粉膠枯劑的制備取100ml水，恒溫水洛鍋加溫至6(rC后，加入50g淀粉，拔拌條件下加入1ml濃出304、0.9gKMn04配成的溶液，氧化1 h。充分氧化后加入50 m丨水，然后加入4 g NaOH配制成的溶液，糊化20 min后加入1 g棚砂交聯(lián)。最后樸水，總用水量為300 g,使淀粉質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到14% (鄭文嫣等
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本文編號：2852695