生物質(zhì)與煤共氣化特性的研究.pdf

1、生物質(zhì)能是清潔的可再生能源。隨著化石能源供應(yīng)的日益緊張，世界各國(guó)對(duì)生物質(zhì)能源研究開發(fā)和利用引起了高度關(guān)注。生物質(zhì)能在中國(guó)儲(chǔ)量豐富，合理開發(fā)利用對(duì)解決我國(guó)能源短缺現(xiàn)狀有重要意義。近年來，生物質(zhì)逐步被用作氣化原料，但單獨(dú)氣化時(shí)存在較多缺點(diǎn)而使其發(fā)展受到了限制。將生物質(zhì)與煤共氣化既能克服生物質(zhì)單獨(dú)氣化過程中的各種弊端，又可彌補(bǔ)化石資源的短缺，無論從生態(tài)學(xué)還是經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度分析，都是最可行的利用方式之一。
　　 生物質(zhì)和煤共氣化是由共熱解

2、及其混合焦共氣化兩個(gè)主要過程組成，本文利用熱重分析儀和Pro/Ⅱ化工流程模擬軟件研究了玉米秸稈(JG)、楊木屑(MX)兩種生物質(zhì)與平朔煤(PS)和伊寧煤(YN)分別按不同比例摻混共熱解、共氣化的特性。首先考察了不同生物質(zhì)與煤共熱解、共氣化的基本特性，選擇了生物質(zhì)與煤共熱解適合的反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型，并求出反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)；其次研究了不同生物質(zhì)種類、摻混比例以及不同熱解終溫等條件對(duì)生物質(zhì)與煤共熱解、共氣化特性的影響規(guī)律；最后用Pro/Ⅱ化工流程模

3、擬軟件模擬了生物質(zhì)與煤在水蒸氣氣氛下的共氣化過程，討論了不同溫度、不同壓力、不同配比的情況下，生物質(zhì)與煤共氣化產(chǎn)物中氣體組分的變化規(guī)律。得到主要結(jié)論如下：
　　 (1)生物質(zhì)與煤的熱解特性具有差異較大，與煤相比，生物質(zhì)熱解時(shí)揮發(fā)分析出速率快，熱解溫度低，固體產(chǎn)率(玉米秸稈、楊木屑分別為7％、9％)遠(yuǎn)小于伊寧煤(55％)和平朔煤(64％)。
　　 (2)平朔煤與不同比例的玉米秸稈混合共熱解的總體熱解特性對(duì)應(yīng)于不同階段玉米秸

4、稈與平朔煤的揮發(fā)分析出特性。玉米秸稈的加入對(duì)平朔煤半焦產(chǎn)率的影響不大，實(shí)驗(yàn)值與理論計(jì)算值差值小于5％，二者無協(xié)同作用的發(fā)生。
　　 (3)伊寧煤與不同比例的楊木屑混合共熱解過程中有協(xié)同效應(yīng)發(fā)生，楊木屑促進(jìn)了氣體產(chǎn)物總量的生成，降低了熱解半焦產(chǎn)率。其中楊木屑灰中的堿金屬化合物是共熱解過程中發(fā)生協(xié)同效應(yīng)的重要因素。
　　 (4)在相同的反應(yīng)條件下，生物質(zhì)焦水蒸氣氣化反應(yīng)速率明顯高于煤焦，兩種生物質(zhì)焦及兩種煤焦的水蒸氣反應(yīng)活性

5、由高到低的順序?yàn)椋河衩捉斩捊?楊木屑焦>伊寧煤焦>平朔煤焦。
　　 (5)30％木屑與70％伊寧煤的混合焦(MX30％YN70％)進(jìn)行水蒸氣氣化反應(yīng)(氣化溫度區(qū)間為800℃～1000℃)，碳轉(zhuǎn)化率的計(jì)算值均大于實(shí)驗(yàn)值，楊木屑抑制了MX30％YN70％混合焦與水蒸氣的實(shí)際氣化反應(yīng)速率。
　　 (6)楊木屑與伊寧煤共氣化過程中，H2，CO，CH4和CO2等氣體組分的含量隨氣化溫度、壓力以及生物質(zhì)摻混比例的改變而發(fā)生變化。氣化