生物質(zhì)管式爐熱解特性研究.pdf

1、生物質(zhì)能的轉(zhuǎn)化利用是緩解當(dāng)下化石能源匱乏的有效解決途徑。我國作為農(nóng)業(yè)人口大國，玉米秸稈年產(chǎn)量豐富但能量利用率不高，固體廢棄物處理較難且容易污染環(huán)境危害人體健康。熱解技術(shù)作為當(dāng)下的研究重點(diǎn)，可以將秸稈和固廢等生物質(zhì)中蘊(yùn)藏的能量轉(zhuǎn)化為應(yīng)用廣泛的三態(tài)產(chǎn)物，包括生物炭、生物油和熱解氣，有效回收能量的同時(shí)可以規(guī)避其對(duì)環(huán)境的影響，達(dá)到高值化利用生物質(zhì)能源的目的，發(fā)展前景廣闊。
　　本文在400℃、500℃、600℃、700℃和800℃的反應(yīng)溫

2、度下考察了玉米秸稈和三種固廢原料（菌渣、污泥和廢棄皮革）的熱解特性，主要指標(biāo)包括三態(tài)產(chǎn)物結(jié)果、產(chǎn)氣組成、產(chǎn)氣熱值和體系質(zhì)量衡算，同時(shí)分析了預(yù)處理分離過程中各被脫去組分對(duì)反應(yīng)的影響;對(duì)原料及生物炭進(jìn)行表征分析，主要表征方法有元素分析(OEA)、傅里葉紅外光譜分析(FT-IR)、掃描電鏡(SEM)和熱重分析法(TGA)。得出如下研究結(jié)論:
　　(1)熱解過程中隨著溫度的升高，炭產(chǎn)率逐漸減少，生物油質(zhì)量、產(chǎn)氣體積和產(chǎn)氣質(zhì)量逐漸增加，40

3、0℃-500℃溫度范圍內(nèi)產(chǎn)生較多的生物油;秸稈組分原料在600℃-700℃溫度范圍內(nèi)產(chǎn)氣體積增長明顯，固廢原料在500℃-800℃間各溫度段增長明顯。
　　(2)木質(zhì)素產(chǎn)生炭最多，在37.08％-59.71％間，纖維素生成炭量最少，800℃為12.57％;纖維素產(chǎn)油最多，在43.93％-46.7％之間，木質(zhì)素產(chǎn)油最少，最低為400℃的21.58％;產(chǎn)氣組成中，木質(zhì)素析出較多的H2和CH4，H2于800℃時(shí)達(dá)到最高含量32.94％，

4、CH4于500℃時(shí)達(dá)到最高含量31.15％;半纖維素CO2生成量最高，纖維素?zé)峤鈿庵蠧O體積分?jǐn)?shù)最高。不同原料均在700℃表現(xiàn)出最高熱值，組分原料中木質(zhì)素產(chǎn)氣熱值最高為3631.75kcal/Nm3，綜纖維素由于產(chǎn)生較多的CO2，氣體熱值最小為2651.7kcal/Nm3;固廢原料中菌渣產(chǎn)氣熱值最高為3779.6kcal/Nm3，污泥由于組成中雜質(zhì)較多，氣體熱值最小為2763.61kcal/Nm3，就熱值而言，菌渣高于木質(zhì)素，因此熱解技

5、術(shù)是固廢處理的重要工程實(shí)施方法。本實(shí)驗(yàn)體系有著良好的體系質(zhì)量衡算結(jié)果，反應(yīng)溫度的升高有助于減少體系質(zhì)量損失，本實(shí)驗(yàn)裝置可嘗試放大至工程規(guī)模運(yùn)行。
　　(3)抽提物不影響各項(xiàng)特性的變化規(guī)律，主要使秸稈炭質(zhì)量偏高和提高醇提秸稈產(chǎn)氣熱值;木質(zhì)素的脫除主要影響產(chǎn)氣組成中CH4的體積分?jǐn)?shù)和產(chǎn)氣熱值，700℃時(shí)，較醇提秸稈而言，CH4含量下降了2.67％，熱值降低了300.19kcal/Nm3;半纖維素的脫除主要影響產(chǎn)氣組成中CO2的含量和產(chǎn)