為研究生物質(zhì)和煤程序升溫共熱解特性及相互作用,利用熱天平和管式爐反應(yīng)器對(duì)白松木屑和五彩灣煙煤的共熱解特性及催化劑對(duì)生物質(zhì)和煤共熱解的影響進(jìn)行了研究,并考察了共熱解半焦的孔結(jié)構(gòu)特性。結(jié)果表明:不同比例的生物質(zhì)和煤在共熱解過(guò)程中,兩者基本保持了各自的熱解特性,由于生物質(zhì)和煤的主要熱解階段溫度相差較大,共熱解過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生明顯的協(xié)同作用。生物質(zhì)和煤共熱解半焦產(chǎn)率實(shí)驗(yàn)值大于計(jì)算值,當(dāng)生物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)從75%減少至25%時(shí),半焦產(chǎn)率實(shí)驗(yàn)值與計(jì)算值之間的差值從0. 81個(gè)百分點(diǎn)增加到1. 07個(gè)百分點(diǎn)。橄欖石和載鎳橄欖石（NiO/olivine）的添加促進(jìn)了共熱解反應(yīng)發(fā)生的深度。載鎳橄欖石催化劑添加（原料和催化劑質(zhì)量比1:1）的條件下,共熱解碳轉(zhuǎn)化率提高了0. 5%～5. 1%,隨著混合物中生物質(zhì)比例的增加,催化劑的催化效果更加明顯。 

【文章來(lái)源】：生物質(zhì)化學(xué)工程. 2018,52(05)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：6 頁(yè)

【部分圖文】：

不同生物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的生物質(zhì)和煤共熱解的TG和DTG曲線Fig．1TGandDTGcurvesofbiomassandcoalco-pyrolysisatdifferentbiomassratio

ol)，所以能在較低溫度(400～500℃)下分解。煤的主要結(jié)構(gòu)是通過(guò)C?C鍵(鍵能1000kJ/mol)連接在一起的致密多環(huán)芳烴，因此在比較高的溫度下才能分解［9］。圖1不同生物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的生物質(zhì)和煤共熱解的TG和DTG曲線Fig．1TGandDTGcurvesofbiomassandcoalco-pyrolysisatdifferentbiomassratio由圖1可以看出，隨著混合原料中生物質(zhì)比例的增加，失重率增加，半焦產(chǎn)率減少，這與白松、煙煤的揮發(fā)分和固定碳含量有關(guān)。根據(jù)生物質(zhì)樣品與煤?jiǎn)为?dú)熱解時(shí)各溫度點(diǎn)的殘留固體量和熱解速率進(jìn)行圖2不同溫度下生物質(zhì)和煤共熱解的半焦產(chǎn)率Fig．2Co-pyrolysischaryieldsatdifferenttemperature折算得到了不同比例生物質(zhì)和煤共熱解的TG和DTG計(jì)算值，并與實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行了比較。從DTG曲線可以看出，隨著生物質(zhì)比例的增加主要熱解峰(第二個(gè)峰)的強(qiáng)度增加，然而不同比例的混合物失重速率與計(jì)算值相比均有所下降，原因可能是低溫下未熱解的煤阻礙了生物質(zhì)析出的揮發(fā)分向外擴(kuò)散［1］。根據(jù)氧傳遞理論，煤表面的堿/堿土金屬更易吸附含氧氣體形成C-O-M復(fù)合物［10］。根據(jù)生物質(zhì)和煤的熱重?cái)?shù)據(jù)，得到了不同溫度下共熱解半焦產(chǎn)率，結(jié)果如圖2所示�？梢钥闯觯诓煌瑴囟榷喂矡峤獍虢巩a(chǎn)率實(shí)驗(yàn)值略高于計(jì)算值，這說(shuō)明白松和煙煤在共熱解過(guò)程中對(duì)固體產(chǎn)物的進(jìn)一步熱解沒(méi)有明顯的協(xié)同效應(yīng)。這是因?yàn)榘姿?

面空隙被煤熱解析出的揮發(fā)分堵住。這一方面導(dǎo)致共熱解半焦比表面積的降低，另一方面導(dǎo)致共熱解得到的半焦產(chǎn)率大于計(jì)算值。當(dāng)生物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)從75%減少至25%時(shí)，半焦產(chǎn)率實(shí)驗(yàn)值與計(jì)算值之間的差值從0.81個(gè)百分點(diǎn)增加到1.07個(gè)百分點(diǎn)，說(shuō)明生物質(zhì)和煤混合物中煤的比例越大，煤熱解所析出的揮發(fā)分被生物質(zhì)半焦吸附的機(jī)會(huì)也越大，半焦產(chǎn)率實(shí)驗(yàn)值比理論值高的越多。2.3催化劑對(duì)共熱解的影響為了解催化劑對(duì)白松木屑和煙煤共熱解的影響，在生物質(zhì)和煤混合物中添加催化劑進(jìn)行了共熱解實(shí)驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)圖3。圖3催化劑對(duì)生物質(zhì)和煤混合物共熱解的影響(生物質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%)Fig．3InfluenceofolivineandNiO/olivineonco-pyrolysis(biomassmassratio50%)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]檸條與低階煤共熱解特性初探[J]. 武彥偉,宮聚輝,邵婷婷,高學(xué)藝,王克冰.  生物質(zhì)化學(xué)工程. 2017(02)
[2]生物質(zhì)與煙煤共熱解特性研究[J]. 孫云娟,蔣劍春,徐俊明,李琳娜,戴偉娣,應(yīng)浩.  太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2011(09)
[3]煤與生物質(zhì)熱重分析及動(dòng)力學(xué)研究[J]. 武宏香,李海濱,趙增立.  燃料化學(xué)學(xué)報(bào). 2009(05)
[4]生物質(zhì)混合物與褐煤共熱解特性的試驗(yàn)研究[J]. 閻維平,陳吟穎.  動(dòng)力工程. 2006(06)

博士論文
[1]外循環(huán)徑向移動(dòng)床中生物質(zhì)和煤催化共氣化研究[D]. 亞力昆江·吐?tīng)栠d.大連理工大學(xué) 2015
[2]生物質(zhì)與煤共熱解氣化行為特性及動(dòng)力學(xué)研究[D]. 孫云娟.中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院 2013
[3]用于生物質(zhì)焦油水蒸氣重整的橄欖石載鎳催化劑的研究[D]. 楊小芹.大連理工大學(xué) 2010
[4]生物質(zhì)催化熱解和氣化的應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D]. 李建芬.華中科技大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3270488