生物質(zhì)與煤共熱解實驗研究.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)的日益緊張及其利用對環(huán)境的污染,世界各國對生物質(zhì)能源研究開發(fā)和利用已引起了高度關(guān)注。本文利用熱重分析儀和傅里葉紅外光譜儀對玉米秸稈和木屑分別與長焰煤和貧煤進行了共熱解研究,考察了單獨煤及生物質(zhì)熱解的基本特性,分析了不同升溫速率對熱解過程及氣態(tài)產(chǎn)物的影響,探索了生物質(zhì)與煤共熱解特性,建立生物質(zhì)與煤共熱解反應(yīng)動力學(xué)模型,求出反應(yīng)動力學(xué)參數(shù),并研究生物質(zhì)與煤混合物在不同生物質(zhì)摻混比例(BR)、不同熱

2、解終溫和不同生物質(zhì)與煤組合條件下共熱解機理及氣態(tài)產(chǎn)物析出規(guī)律,并討論了生物質(zhì)與煤共熱解過程中的協(xié)同效應(yīng)。
　　實驗結(jié)果表明,隨升溫速率的增加,生物質(zhì)單獨熱解的失重速率峰變寬,在升溫速率為50℃/min時,生物質(zhì)與煤共熱解的DTG峰溫Tbmax和Tcmax隨BR增加而有所降低,說明在高升溫速率下煤及生物質(zhì)主要熱解溫度區(qū)間產(chǎn)生部分重疊,可能使混合物中生物質(zhì)熱解產(chǎn)生的活性自由基對煤熱解起到加氫作用效果,從而使兩者在共熱解過程中產(chǎn)生一定的

3、協(xié)同效應(yīng)。
　　與長煙煤相比,貧煤與生物質(zhì)共熱解過程中生物質(zhì)對煤熱解影響更大。生物質(zhì)與長煙煤共熱解時,較低的BR有利于共熱解氣態(tài)產(chǎn)物的析出,較高的BR不利于共熱解氣態(tài)產(chǎn)物的析出;生物質(zhì)與貧煤共熱解時,隨BR增大氣態(tài)產(chǎn)物析出量增大。通過比較不同BR對生物質(zhì)與煤共熱解CO、CH4產(chǎn)率的理論計算值與實測值之間差異可知,CH4產(chǎn)率實測值總是高于理論計算值(除500℃時木屑與長焰煤共熱解),CO產(chǎn)率實測值總低于理論計算值(除500℃時生物質(zhì)

4、與貧煤共熱解),說明氣態(tài)產(chǎn)物理論計算值與實測值之間差異跟生物質(zhì)與煤種類及BR有關(guān),氣態(tài)產(chǎn)物組分含量變化也說明共熱解過程中可能存在一定的協(xié)同效應(yīng)。
　　隨 BR增加及熱解終溫升高,CO、CH4產(chǎn)率增大。對生物質(zhì)與煤共熱解氣態(tài)產(chǎn)物產(chǎn)率影響的顯著性檢驗知,木屑與煤共熱解時BR對CH4、CO產(chǎn)率的影響明顯大于熱解終溫,玉米秸稈與長煙煤共熱解時熱解終溫對CH4、CO產(chǎn)率的影響明顯大于BR,而玉米秸稈與貧煤共熱解時熱解終溫對CO產(chǎn)率的影響明顯