將生物質(zhì)基原料壓縮成型,能有效提高其體積能量密度及機(jī)械硬度,提升其運(yùn)輸存儲性能同時(shí)有利于后續(xù)轉(zhuǎn)化利用,對于促進(jìn)生物質(zhì)能規(guī)�；①Y源化高效應(yīng)用有重要的意義。生物質(zhì)熱解后得到的生物炭,其物理特性、組分含量、燃料特性以及化學(xué)結(jié)構(gòu)等均發(fā)生了變化,因而具有與生物質(zhì)原樣不同的成型過程機(jī)理及轉(zhuǎn)化規(guī)律。因此,本文主要針對生物炭成型過程及成型炭的氣化/還原特性進(jìn)行研究,討論成型過程參數(shù)、黏結(jié)劑等對熱解炭成型的影響,闡釋成型過程機(jī)理,然后對成型炭的熱解氣化、還原鐵礦粉等轉(zhuǎn)化過程中的反應(yīng)特性、結(jié)構(gòu)演變、反應(yīng)機(jī)理等進(jìn)行探究,探索成型炭的轉(zhuǎn)化過程機(jī)理,為成型炭的高效應(yīng)用提供理論指導(dǎo)。所做的研究工作主要有:以木屑為典型原料在不同溫度下熱解得到生物炭,然后考察成型壓力、水分添加量、熱解溫度等對成型的影響。結(jié)果表明隨著成型過程中壓力及水分添加量的增加,成型炭的硬度均先升高后降低,而密度也相應(yīng)地出現(xiàn)拐點(diǎn)。而隨著熱解溫度的升高,成型炭硬度、密度等品質(zhì)特性先降低而后升高,且高溫成型炭品質(zhì)要好于低溫成型炭,當(dāng)熱解溫度為550-650℃、成型壓力為128 MPa,水分添加為30-35%時(shí),熱解成型炭體積密度較大,機(jī)械抗壓強(qiáng)度較... 

【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：165 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

000-2016年中國主要能源資源來源與年均增長率

而炭化成型是將生物質(zhì)先熱解炭化然后將生物炭壓縮成型的技術(shù)。原料、含水率、粒徑、官能團(tuán)等生物質(zhì)基原料物理化學(xué)特性以及壓縮過程中壓型速度、模具形狀及尺寸等成型條件是影響生物質(zhì)基原料成型的主要因素于生物質(zhì)原料，成型后生物質(zhì)具有的主要優(yōu)勢有[19]：較大的體積能量密度，提升運(yùn)輸效率，便于存儲及后續(xù)處理；形狀規(guī)則，性狀均勻，便于工業(yè)生產(chǎn)；改善燃燒特性，燃燒污染少；原料成型后的物化結(jié)構(gòu)有利于后續(xù)熱解/氣化利用。近期，研究者對生物質(zhì)炭化后再成型的研究較為關(guān)注，主要是因?yàn)閷⑸镔|(zhì)低溫/高溫）處理后，生物質(zhì)內(nèi)物理化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，含氧量降低，能量，疏水性降低，孔隙結(jié)構(gòu)更發(fā)達(dá)，成型后燃料品質(zhì)進(jìn)一步提高，有利于轉(zhuǎn)化高品質(zhì)的燃料、化學(xué)產(chǎn)品以及碳材料[22]。生物質(zhì)炭化后再成型的主要工藝步2 所示。

華 中 科 技 大 學(xué) 博 士 學(xué) 位 論 文品質(zhì)進(jìn)行提升，氮?dú)馐菍?shí)驗(yàn)室常用的氣體以保證實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的惰性氛圍[23]。因?yàn)闊岢膛c烘焙類似，只是熱解溫度通常在 350-650℃，因此低溫?zé)峤庥址Q為烘焙[22]。生物質(zhì)原樣具有高水分含量、低熱值、親水性以及較小的體積密度和堆積密度，于生物質(zhì)的存儲、運(yùn)輸及轉(zhuǎn)化利用，而烘焙處理能有效改善生物質(zhì)的這些缺陷[24, 圖 1-3 所示，相較于生物質(zhì)原樣，低溫?zé)峤夂蟮纳锾恐饕兓校海?）較大的熱值和能量密度；（2）較低的 O/C 及 H/C 摩爾比及較低的水分含量；（3）較高的疏水性或吸水抗性；（4）較好的可磨性及反應(yīng)性；（5）生物質(zhì)特性均一性更好。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：3039630