生物質(zhì)熱解炭化實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、在能源緊缺與環(huán)境污染的雙重壓力下，生物質(zhì)能的開(kāi)發(fā)利用受到人們的廣泛關(guān)注。生物質(zhì)能雖有著其它可再生能源無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)，但也存在資源分散、易腐爛、能量密度低、不易運(yùn)輸存儲(chǔ)以及產(chǎn)量季節(jié)性等問(wèn)題。如何低成本、高效率地利用生物質(zhì)能是目前研究的熱點(diǎn)。生物質(zhì)熱解炭化作為一種生物質(zhì)能高效利用技術(shù)能將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為固體熱解炭、可燃燃?xì)饧耙后w生物質(zhì)油三種高品位能源，并且容易實(shí)現(xiàn)連續(xù)化、工業(yè)化生產(chǎn)，是目前生物質(zhì)利用領(lǐng)域的前沿技術(shù)之一。本文對(duì)木屑、稻殼、皮革下腳

2、料三種生物質(zhì)原料的熱解炭化特性進(jìn)行了研究。
　　本文首先對(duì)三種生物質(zhì)原料的工業(yè)分析成分、元素分析成分、發(fā)熱量進(jìn)行了測(cè)定，然后利用熱重和傅立葉紅外光譜聯(lián)用技術(shù)(TG-FTIR)在氮?dú)鈿夥障聦?duì)不同升溫速率下生物質(zhì)原料熱解特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明，三種生物質(zhì)原料都有揮發(fā)分含量較高、熱值較低的特點(diǎn)；在5~50℃/min范圍內(nèi)，升溫速率對(duì)三種生物質(zhì)原料熱解總失重率影響不大。以熱重實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)，本文采用Kissinger的微分法求得了三

3、種生物質(zhì)的表觀動(dòng)力學(xué)參數(shù)，計(jì)算結(jié)果表明皮革下腳料的活化能最高，為82.7049kJ/mol，稻殼和木屑的活化能分別為42.1915 kJ/mol和64.9366kJ/mol，這說(shuō)明三種生物質(zhì)原料的活化能都較低，反應(yīng)活性較高。
　　以前述研究為基礎(chǔ)，本文在自行搭建的固定床實(shí)驗(yàn)臺(tái)上對(duì)三種原料在氮?dú)鈿夥障碌臒峤馓炕匦赃M(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。研究結(jié)果表明，三種原料熱解炭化得到的熱解炭中木屑炭的質(zhì)量最好。熱解終溫為800℃時(shí)，木屑炭產(chǎn)率為29.9

4、％，固定碳含量可達(dá)到75.89%，灰分含量為16.35%；稻殼炭產(chǎn)率為32%，其中灰分含量為28.94%，固定碳含量為64.52%，質(zhì)量較差；皮革下腳料熱解炭產(chǎn)率為33.8%，其灰分含量最高，達(dá)到65.02%，固定碳含量?jī)H為30.67%，且由于皮革下腳料熱解炭中含有鉻，再利用比較困難。
　　最后本文在流化床中試實(shí)驗(yàn)臺(tái)上對(duì)木屑的熱解炭化特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。由于皮革下腳料熱解炭難以利用，本文對(duì)皮革下腳料進(jìn)行了直接燃燒實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明：以