外文翻譯--麥秸燃燒和二氧化碳氣化的加壓熱重分析反應研究(中文版)

1、中文 中文 3685 字出處： 出處： PREPRINTS OF PAPERS-AMERICAN CHEMICAL SOCIETY DIVISION FUEL CHEMISTRY, 1995, 40: 704-704麥秸燃燒和二氧化碳氣化的加壓熱重分析反應研究Ole rathmann and Jytte B lllerupRiso 國家實驗室燃燒研究所 DK-400 Rodkide,DENMARK關(guān)鍵詞 關(guān)鍵詞：麥秸生物質(zhì)，加壓，氣化反

2、應摘要 摘要由于生物質(zhì)如麥秸等是一種用于先進加壓發(fā)電廠且不排放二氧化碳的相關(guān)燃料，因此生物燃料的特性正在引起人們的關(guān)注。在這項研究中，通過等溫熱量分析，將研究研磨成粉的麥秸在加壓到 40 巴的情況下的燃燒和二氧化碳氣化反應，得到的結(jié)果將和一種典型的亞煙煤進行比較。最近，已建成的臥式加壓熱量分析儀器投入使用，它可在 1200℃，45 巴的操作條件下工作。在這項研究中，濕度和特定壓力對反應物氧氣和二氧化碳各自的影響是很明顯的。因為氣化反應也

3、有一氧化碳的抑制作用，所以，具體的總壓力作用不能被觀測到。還有對使用未完全研磨成粉的秸稈片的研究。介紹 介紹生物燃料用于發(fā)電和提供熱量有許多好處，其中最明顯的是不產(chǎn)生二氧化碳和節(jié)約將用盡的化石燃料。此外，在丹麥，國家立法去推動使用當?shù)乜衫玫纳镔|(zhì)，如廢棄木材、秸稈等。鑒于將來，生物質(zhì)燃料的特性研究將與它的燃燒和氣化相關(guān)，為高效率的加壓類電廠服務，如 IGCC。因此，在斯堪的納維亞和其他地方，研究團隊已經(jīng)在各自的國家行動起來，研究生物質(zhì)

4、燃料的相關(guān)特性，主要問題是氣壓、溫度和氣體混合物對反應效率的影響。利用大樣品垂直加壓熱量分析儀器，人們已經(jīng)研究了特別是木材、秸稈和黑色液炭在適度反應率下的氣化反應。布萊克德和瑞瑟福特（1985）研究木材、纖維素和木質(zhì)素在溫度達到 800℃、氣壓在 1 到 40 巴的情況下的高溫分解。莫萊等人（1993）研究在充滿蒸汽條件下，木炭、炭和黑色液炭的氣化反應，以及把它與煤和褐煤進行比較。但懷特等人（1993b）研究質(zhì)地粗糙的壓制木材和泥炭在

5、850℃、1-20 巴條件下的高溫分解和炭汽化為二氧化碳的氣化反。施特勞斯等人（1993）研究了在充滿蒸汽、750－950℃條件下，大量樣品秸稈炭的氣化反應。白克曼等人和懷特（1993）研究了黑色液炭，它上關(guān)于在由測試氣體的轉(zhuǎn)換時間和反應物到樣品的最大擴散速率及樣品的最大擴散速率設(shè)定。試驗重量信號通過浮力和平衡臂長度延伸可以補償，它在標準化測試基礎(chǔ)上進行。對于反應實驗，重量補償之后，X 和 R 有一個變化：(1) c c c m m m

6、 X / ) ( 0 ? ?(2) ) 1 /( / / / X d dX m d d R t c t mc ? ? ? ?在干燥無灰基的條件下，mc 和 mc0 是瞬時和初始各自的炭量。每一個實驗具有各自的特征：反應轉(zhuǎn)化到 50%時，R0.5 和隨 X 變化的變值R。X 是一個約數(shù),用來表達每個反應類型,它被一個標準化的反應式 f(x)（當x=0.5 時標準值取 0.1）表示。一定的反應度對應一個估計的反應時間，它可通過下面式子算得：

7、(3) 5 . 0 / 1 R t X ? '0' ) ' 1 /( ) ( dX X X fX ? ?結(jié)論 結(jié)論少部分高 溫分解實驗用原始的粉末秸稈樣品在溫度為 150-1000℃的范圍內(nèi)進行，可以看到熱效率和壓力的影響。氣壓在 20 巴，熱速率為 10℃/min、30℃/min 或 50℃/min 時，對炭產(chǎn)量沒有影響。當熱速率為 30℃/min 時，炭產(chǎn)量有些許增長：1.5 巴、20 巴、40 巴對應的炭增

8、量為 15%、20%和 22%（±2.5%） ，最大的高溫分解率發(fā)生在一個狹小的范圍內(nèi)：342-355℃。為了明確壓力對炭產(chǎn)量的影響，更多的精確的實驗結(jié)果是必須的。如這些結(jié)果表明的那樣：常壓下，高溫分解對炭產(chǎn)量毫無影響。燃燒反應在溫度為 300-410℃間，壓強為 1.5 巴-40 巴間，同時氧氣在 0.08-0.8 間測量時，R0.5 的結(jié)果如圖例 2 所示。反應隨轉(zhuǎn)化度的增加而增加，X=0.2時的值是 X=0.5 時的值的

9、 0.6 倍，X=0.8 是的值是 X0.5 是值的 1.7 倍。但是，在低溫時，這些結(jié)果不能直接應用于實際情況，不能和相應的煤的數(shù)據(jù)進行比較。在 40℃，氧氣為 0.26 巴時，其反應效率是 0.002s-1，大約是相應煤的反應效率的 30 倍。依靠溫度和氧氣部分的壓力得到 110KJ/mole 的反應能和 0.61 的反應級數(shù)。反應能量和相關(guān)煤的能量近似，但反應級數(shù)較低。沒有觀察到總壓力發(fā)揮重大影響。二氧化碳的氣化反應在流態(tài)化床上測

10、量，相關(guān)的溫度范圍在 850-1050℃，氣壓在 20 巴，反應中是 3 中氣體的混合物，包括一種抑制化合物一氧化碳，數(shù)據(jù)如圖例 3 所示。一些實驗稱：在 4 和 40 巴時，CO2/CO 部分的壓力沒有改變。在 1000℃時，R0.5 被測定為 0.006s-1,二氧化碳為 0.7 巴，一氧化碳不存在。隨著轉(zhuǎn)換程度增加，反應效率也增加，X 值為 0.2、0.8 時，R0.5 的值分別是X=0.5 時 R0.5 的 0.6 和 2 倍。