麥稈與蒙東褐煤共氣化特性研究.pdf

1、隨著化石資源迅速消耗，生態(tài)環(huán)境不斷惡化，生物質(zhì)能源作為清潔、可再生資源得到世界廣泛關(guān)注。生物質(zhì)與煤共氣化有助于降低碳排放，減少環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)能源的清潔轉(zhuǎn)化以及低品質(zhì)煤的充分利用。
　　本文選取麥稈和蒙東褐煤為研究對(duì)象，利用熱重分析儀研究了麥稈和褐煤的共熱解特性，以及麥稈與褐煤按不同比例摻混后于馬弗爐中熱解所制焦樣的CO2氣化特性，并進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析；利用管式爐氣化裝置研究了焦樣在氣化溫度為900-1050℃時(shí)的水蒸氣氣化、CO

2、2氣化和空氣-水蒸氣氣化特性。得到以下結(jié)論：
　　熱解實(shí)驗(yàn)表明：麥稈比褐煤的熱解活性高，410℃左右熱解失重已經(jīng)基本完成，褐煤在300℃左右開始分解。麥稈與褐煤共熱解過程中幾乎不存在協(xié)同效應(yīng)。提高熱解升溫速率，熱解的特征溫度升高，熱解最終失重率變化不大。
　　CO2熱重實(shí)驗(yàn)表明：麥稈與褐煤共熱解所制焦樣氣化的反應(yīng)性指數(shù)和平均比氣化速率隨著麥稈摻混比例的增加而提高。采用三種動(dòng)力學(xué)模型對(duì)焦樣的CO2氣化過程進(jìn)行模擬發(fā)現(xiàn)，未反應(yīng)芯

3、縮核模型最適用于描述焦樣的CO2氣化行為，對(duì)于褐煤焦樣在900℃的氣化以及褐煤摻混20％麥稈所制焦樣在1000℃的氣化，分別采用均相模型和拋物線模型擬合吻合性更好。焦樣的非等溫氣化顯示氣化溫度升高，反應(yīng)活化能不斷升高，氣化反應(yīng)活化能E和和指前因子A之間存在動(dòng)力學(xué)補(bǔ)償效應(yīng)。隨著麥稈摻混比例的增加，對(duì)應(yīng)溫度區(qū)間氣化所需的活化能呈增加趨勢(shì)。
　　水蒸氣氣化實(shí)驗(yàn)表明：隨著氣化溫度從900℃提高到1050℃，碳轉(zhuǎn)化率和煤氣的熱值提高，煤氣中

4、H2含量變少，CO含量提高，H2和CO總含量提高；麥稈摻混比例對(duì)煤氣組成和熱值影響不大，但有利于提高碳轉(zhuǎn)化率。
　　CO2氣化實(shí)驗(yàn)表明：隨著氣化溫度從900℃提高到1050℃，焦樣氣化煤氣中CO的含量不斷升高；氣化溫度一定，麥稈與褐煤共熱解焦樣氣化煤氣中CO含量隨著麥稈摻混比例的提高呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。
　　空氣-水蒸氣氣化實(shí)驗(yàn)表明：采用體積比為1:2的空氣-水蒸氣的混合氣為氣化劑,隨著氣化溫度從900℃提高到1050℃，褐煤焦樣