生物質(zhì)作為一種資源儲(chǔ)量巨大、環(huán)境友好的可再生能源被廣泛需求和應(yīng)用。但是生物質(zhì)原料存在含水率高、吸濕性強(qiáng)、密度低、氧含量高、熱值低、能量密度低、不易儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)娜秉c(diǎn),造成了運(yùn)輸成本高、能源化利用率低、產(chǎn)品附加值低等諸多問(wèn)題。生物質(zhì)烘焙預(yù)處理可以解決含水率高、吸濕性強(qiáng)、氧含量高、熱值低和能量密度低等問(wèn)題,但是烘焙生物質(zhì)炭仍然存在密度低、不易儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)膯?wèn)題,生物質(zhì)炭的致密成型可以改善上述問(wèn)題。此外,烘焙預(yù)處理后生物質(zhì)炭燃燒著火點(diǎn)有所升高,燃燒助劑的添加是解決該缺點(diǎn)的有效手段。因此,為了獲得高品質(zhì)的生物質(zhì)固體燃料顆粒,本論文通過(guò)在無(wú)外載氣體的半封閉系統(tǒng)中烘焙預(yù)處理、在烘焙生物質(zhì)炭中加入無(wú)機(jī)鹽/木質(zhì)素添加劑以及調(diào)整烘焙生物質(zhì)炭原料含水率和酶解木質(zhì)素添加量等方法,提高生物質(zhì)炭燃料顆粒質(zhì)量。采用元素分析、TG、XRD、SEM、FTIR、TG-FTIR等試驗(yàn)測(cè)試手段,對(duì)比研究了半封閉系統(tǒng)和氮?dú)庀到y(tǒng)烘焙生物質(zhì)炭的燃料性能、熱學(xué)特性和生物質(zhì)炭物理化學(xué)結(jié)構(gòu)變化,揭示了烘焙過(guò)程的機(jī)理,探索了KMnO4、Ba（NO3）2、木質(zhì)素添加劑對(duì)烘焙生物質(zhì)炭燃燒性能和動(dòng)力學(xué)的影響,獲得了優(yōu)化的烘焙生物質(zhì)炭燃料顆粒壓縮成... 

【文章來(lái)源】：東北林業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：113 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１－２不同能源化學(xué)元素組成分布Ｗ??Ｆｉｇ．?１－２?Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｏｆ?ｃｈｅｍｉｃａｌ?ｅｌｅｍｅｎｔｓ?ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ?ｉｎ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｆＵｅｌｓ【９］??

生物質(zhì)的氣化是將含碳的生物質(zhì)原料經(jīng)簡(jiǎn)單的破碎和壓制成型后，通Ｗ—小部分??〇２?（氧氣的含量是完全燃燒時(shí)所需氧氣量的３５％）或者穩(wěn)定的蒸汽、Ｃ〇２等氧化物，使??之轉(zhuǎn)換成可燃性的氣體，如Ｈ２、ＣＯ和ＣＨ４等ＰＷ。生物質(zhì)氣化的原理如圖１－４所示。氣??化過(guò)程中，生物質(zhì)首先分解出焦油和揮發(fā)性的碳氨化合物氣體，隨后與少量的氧氣發(fā)生??氧化反應(yīng)，產(chǎn)生的熱量使原料干燥，又為之后化學(xué)鍵的打破和氣化過(guò)程提供動(dòng)力。其中??發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)ＰＷＳｌ如下；??ＣｎＨｍＯｐ?＾：〇２＋馬０＋組４＋０）?＋?掃２＋?化?２－Ｃ５）；?Ｑ）??Ｃ?＋?１?／２〇２?——＾ＣＯ：?（２）??Ｃ?牛?Ｃ〇２?——ＫＸ＞２?：?（３）??噸卡１／２〇２——巧２〇；?（４）??Ｃ＋ＨｓＯ——＾ＣＯ?＋?Ｈ２?：?（５）??Ｃ?＋?２噸?０?——＞Ｃ〇２?＋２Ｈ２；?（６）??Ｃ＋ＣＯ２——－２?ＣＯ：?Ｃ７）??Ｃ＋２Ｈ２——＾：馬；?（８）??＃埃?硟梢唬埃保矗??埃??（９）??Ｃ＋ＨｊＯ——＾１／２姐４＋１／２Ｃ０２；?（１０）??其中，（２）、（３）式分別為部分氧化和完全氧化的反應(yīng)方程式，相應(yīng)的生成ＣＯ和??－６－??

等ｆ４２巧Ｊ用烘括過(guò)程中生物質(zhì)色彩的Ｌ、ａ、ｂ值（分別代表明度、紅色到綠色、黃色到藍(lán)??色）變化，量化了生物質(zhì)顏色變化與蒸汽爆破烘培預(yù)處理強(qiáng)度之間的關(guān)系。在賠處理后，??從典型的能量和能量平衡來(lái)看（圖１－５），７０％的質(zhì)量存留在固相產(chǎn)物中，而原能量的９０％??保留在了固相產(chǎn)物中，使生物質(zhì)的熱值提高，提高了生物質(zhì)原料的燃燒性能ＷＩ。??Ｔｏｒｒｅｆａｃｔｉｏｎ??ｇａｓｅｓ??＇＇０．３Ｍ?０．１Ｅ??Ｔｏｒｒｅｆｉｅｄ??Ｂｉｏｍａｓｓ?Ｔｏｒｒｅｆａｃｔｉｏｎ?Ｂｉｏｍａｓｓ???？?２５０－３００?〇Ｃ??？??１Ｍ?ＩＥ?０．７Ｍ?０．９?巨??圖１－５典型烘洽過(guò)程質(zhì)量和能量平衡示意圖（Ｍ＝ｍａｓｓ，Ｅ＝ｅｎｅ巧ｙ）??Ｆｉｇ．?１－５?Ｔｙｐｉｃａｌ?ｍａｓｓ?ａｎｄ?ｅｎｅｒｇｙ?ｂａｌａｎｃｅ?ｏｆ?化打ｅｆａｃｔｉｏｎ?ｐｒｏｃｅｓｓ?（Ｍ＝ｍａｓｓ，?Ｅ＝ｅｎｅｒｇｙ）【４４］??烘悟預(yù)處理過(guò)程中，由于熱作用時(shí)間和溫度的不同，木質(zhì)纖維生物質(zhì)中的組分也會(huì)??發(fā)生不同程度的熱降解Ｂｅｒｇｍａｎｔ４４１將不同姐分在熱作用下發(fā)生的變化表示如圖１－??６所示，在１２０?ＤＣＷ下，生物質(zhì)經(jīng)歷了干燥過(guò)程，失去水分并產(chǎn)生皺縮，生物質(zhì)中的孔??－９?－??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]四種木質(zhì)栽培原料對(duì)黑木耳生長(zhǎng)性狀的影響[J]. 高金輝,王維儉,張厚良,張興亞,高云紅,劉立波,王洪剛.  森林工程. 2015(01)
[2]生物質(zhì)固體燃料的成型及其影響因素分析[J]. 張燕,佟達(dá),宋魁彥.  林業(yè)機(jī)械與木工設(shè)備. 2012(04)
[3]生物質(zhì)能的熱化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)[J]. 張燕,佟達(dá),宋魁彥.  森林工程. 2012(02)
[4]生物質(zhì)燃料固化成型工藝研究[J]. 郝永俊,宋逍,張曙光,劉彥博,王剛,張秀璋.  天津科技. 2011(04)
[5]烘焙對(duì)農(nóng)業(yè)秸稈燃燒特性的影響[J]. 朱波,陳漢平,楊海平,陳應(yīng)泉,王賢華,張世紅.  中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2011(23)
[6]Influence of torrefaction pretreatment on biomass gasification technology[J]. CHEN Qing,ZHOU JinSong,LIU BingJun,MEI QinFeng & LUO ZhongYang State Key Laboratory of Clean Energy Utilization,Zhejiang University,Hangzhou 310027,China.  Chinese Science Bulletin. 2011(14)
[7]Pretreatment of biomass by torrefaction[J]. WANG GuiJun,LUO YongHao,DENG Jian,KUANG JiangHong & ZHANG YunLiang School of Mechanical Engineering,Shanghai Jiao Tong University,Shanghai 200240,China.  Chinese Science Bulletin. 2011(14)
[8]生物質(zhì)炭粉成型工藝及燃燒性能[J]. 劉石彩,邊軼,童婭娟,蔣劍春.  生物質(zhì)化學(xué)工程. 2011(01)
[9]生物質(zhì)燃料的燃燒過(guò)程及其焚燒灰特性研究[J]. 蔣正武.  材料導(dǎo)報(bào). 2010(04)
[10]燃煤助燃添加劑的研究現(xiàn)狀[J]. 楊艷華,鄧能運(yùn),張生芹,朱光俊,梁中渝.  重慶科技學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2009(03)

博士論文
[1]生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化行為特性和工程化研究[D]. 蔣劍春.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院 2003

碩士論文
[1]烘焙生物質(zhì)疏水性能及熱解特性研究[D]. 郝宏蒙.華中科技大學(xué) 2013
[2]典型生物質(zhì)燃燒特性研究[D]. 方向.北京交通大學(xué) 2011
[3]黑木耳代料栽培替代基質(zhì)開(kāi)發(fā)及菇床廢料資源化利用[D]. 王秋靈.浙江大學(xué) 2011
[4]用于混合氣化的生物質(zhì)烘焙預(yù)處理的實(shí)驗(yàn)研究[D]. 王貴軍.上海交通大學(xué) 2010
[5]生物質(zhì)致密成型燃料微觀結(jié)構(gòu)分析及其燃燒機(jī)理研究[D]. 蘇超杰.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2007
[6]生物質(zhì)燃料常溫高壓致密成型技術(shù)及成型機(jī)理研究[D]. 回彩娟.北京林業(yè)大學(xué) 2006
[7]蜂窩狀生物質(zhì)燃料及其生產(chǎn)設(shè)備的研制[D]. 陳學(xué)軍.河南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2002



本文編號(hào)：3062396