生物質能源是一種環(huán)境友好的可再生能源。農作物秸稈是一類重要的生物質資源,其能源化利用具有重要意義。本文開展了利用農作物秸稈熱裂解制取生物燃料的實驗研究。采用熱重-紅外（TG-FTIR）聯(lián)用技術考察了原料種類、升溫速率和原料預處理等因素對農作物秸稈熱裂解特性及產物逸出的影響規(guī)律,并采用分布活化能模型（DAEM）計算了動力學參數(shù)。結果表明：小麥秸稈、棉花秸稈、高粱秸稈和玉米秸稈的熱裂解過程和產物組成相似,采用DAEM計算出的四種秸稈熱裂解過程的活化能E相差不大；提高升溫速率有利于小麥秸稈揮發(fā)分的釋放,定性分析所得主要產物CO2、CO和CH4等的最大濃度及其所對應的溫度隨升溫速率的增加而升高,原料預處理對小麥秸稈產物的生成和E有著較大的影響。在自制的反應裝置上,考察了脫灰預處理對小麥秸稈熱裂解產物產率及組成的影響；采用熔融的32wt%Li2CO3-33wt%Na2CO3-K2CO3作為生物質熱裂解的催化劑、熱載體和分散劑,考察了原料種類、熱裂解溫度、進料速率和載氣流量（反映一次裂解產物的停留時間）對農作物秸稈熱裂解過程的影響規(guī)律。結果表明：脫灰處理提高了小麥秸稈氣體產物產率,降低了液體產物產... 

【文章來源】：浙江工業(yè)大學浙江省

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

玉米稻稈熱裂解的TG和DTG曲線(20K/min)

為考察升溫速率對小麥結稈熱裂解的影響，選擇80?100目的小麥稻奸為原料，在10、20、40和60K/niiri四個升溫速率下進行熱裂解實驗。圖3-5、圖3-6和表3-5分別給出了小麥秸稈的TG和DTG曲線以及它對應的失重特性參數(shù)。從圖3-5、圖3-6和表3-5可以看出，隨著升溫速率的提高，熱裂解的起始溫度和最大失重溫度均向高溫側稍微移動，最大失重速率隨著增加。這與Gu X L等人的研宄結果一致。這可能是因為升溫速率越高，試樣經歷的反應時間越短，反應程度越低，同時升溫速率影響到測試點與樣品、外層樣品與內部樣品間的傳熱溫差和溫度梯度，從而導致熱滯后現(xiàn)象加重，致使曲線向高溫延遲由表2-4可知，隨著升溫速率的升高，小麥稻稈熱裂解的D值由0.2增加到3.5。表明提高升溫速率有利于揮發(fā)分的析出。從DTG曲線上還可以看出升溫速率為10K /min和20K/min時在200?500°C溫度范圍內只有一個失重峰，而當升溫速率升高為40K/min和60K/:min時又出現(xiàn)了一個肩狀峰。這是由于低升溫速率下

為考察升溫速率對小麥結稈熱裂解的影響，選擇80?100目的小麥稻奸為原料，在10、20、40和60K/niiri四個升溫速率下進行熱裂解實驗。圖3-5、圖3-6和表3-5分別給出了小麥秸稈的TG和DTG曲線以及它對應的失重特性參數(shù)。從圖3-5、圖3-6和表3-5可以看出，隨著升溫速率的提高，熱裂解的起始溫度和最大失重溫度均向高溫側稍微移動，最大失重速率隨著增加。這與Gu X L等人的研宄結果一致。這可能是因為升溫速率越高，試樣經歷的反應時間越短，反應程度越低，同時升溫速率影響到測試點與樣品、外層樣品與內部樣品間的傳熱溫差和溫度梯度，從而導致熱滯后現(xiàn)象加重，致使曲線向高溫延遲由表2-4可知，隨著升溫速率的升高，小麥稻稈熱裂解的D值由0.2增加到3.5。表明提高升溫速率有利于揮發(fā)分的析出。從DTG曲線上還可以看出升溫速率為10K /min和20K/min時在200?500°C溫度范圍內只有一個失重峰，而當升溫速率升高為40K/min和60K/:min時又出現(xiàn)了一個肩狀峰。這是由于低升溫速率下

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于TG-FTIR棉稈熱解過程木醋液成分分析[J]. 周嶺,李鳳娟,蔣恩臣.  可再生能源. 2012(11)
[2]生物質能利用技術的研究進展[J]. 郭海霞,左月明,張虎.  農機化研究. 2011(06)
[3]Mg2+作用下水稻秸稈熱裂解特性及動力學模擬[J]. 黃承潔,姬登祥,于平,于鳳文,艾寧,計建炳.  農業(yè)工程學報. 2011(S1)
[4]原料預處理對生物質熱裂解動力學特性的影響[J]. 姬登祥,黃承潔,于平,于鳳文,艾寧,計建炳.  農業(yè)工程學報. 2011(S1)
[5]基于TG-FNIR聯(lián)用分析的農業(yè)固體廢棄物熱解特性研究[J]. 牛廣路,薛勇,楊少鵬.  安徽農業(yè)科學. 2010(05)
[6]棉稈不同組分熱解特性及動力學[J]. 周嶺,周福君,蔣恩臣,王明峰.  農業(yè)工程學報. 2009(08)
[7]麥草的熱失重特性及動力學[J]. 楊卿,武書彬.  農業(yè)工程學報. 2009(03)
[8]熔融鹽催化煤與CO2氣化反應研究[J]. 周萬云,高建強,王春波,王晉權,李永華,陳鴻偉.  中國電機工程學報. 2009(05)
[9]幾種生物質熱解特性及動力學的對比[J]. 傅旭峰,仲兆平,肖剛,李睿.  農業(yè)工程學報. 2009(01)
[10]生物質熱解的TGA-FTIR分析[J]. 任強強,趙長遂,龐克亮.  太陽能學報. 2008(07)

博士論文
[1]農作物秸稈的熱解及在水中的液化研究[D]. 宋春財.大連理工大學 2003

碩士論文
[1]熔鹽熱裂解水稻秸稈動力學及試驗[D]. 黃承潔.浙江工業(yè)大學 2011
[2]預處理對生物質熱解特性影響的試驗研究[D]. 辛芬.華中科技大學 2006
[3]生物質快速熱裂解試驗研究[D]. 王樂.浙江大學 2006



本文編號：3434614