稻殼低溫氣化特性研究.pdf

1、我國是世界上稻谷產(chǎn)量最高的國家,稻殼資源豐富。因技術(shù)、經(jīng)濟(jì)等原因,大部分稻殼被當(dāng)作垃圾廢棄處理,不但浪費(fèi)了寶貴的資源,而且還極大地污染了環(huán)境。若將稻殼有效地加以利用,變廢為寶,不但能夠創(chuàng)造一定的經(jīng)濟(jì)效益,還可以減小環(huán)境污染。我國稻殼氣化發(fā)電技術(shù)已經(jīng)取得了一定的成功,但傳統(tǒng)的高溫氣化方式,尚且不能解決稻殼氣化的灰渣處理以及焦油二次污染等問題；若將稻殼在低溫下進(jìn)行氣化,通過控制碳的轉(zhuǎn)化率,有望能夠獲得具有較高價(jià)值的稻殼炭,利用收集裝置回收焦

2、油,能夠得到具有應(yīng)用價(jià)值的焦油,從而較好地解決稻殼高溫氣化存在的問題。為此,本文開展了稻殼低溫氣化試驗(yàn)研究。 利用熱重一傅立葉紅外聯(lián)用方法,研究了稻殼在10℃/min,20℃/min,30℃/min三個(gè)不同的升溫速率下,熱解時(shí)的失重和揮發(fā)分析出特性；并利用Coats-Redfern積分法進(jìn)行了稻殼熱解動(dòng)力學(xué)研究。研究結(jié)果表明：升溫速率對(duì)稻殼的熱解過程影響較小,僅使得熱解曲線略微偏向高溫區(qū)；升溫速率越低,熱解越充分,揮發(fā)分析出量也

3、越多,熱解殘留物也相應(yīng)地減少；稻殼熱解反應(yīng)為一級(jí)反應(yīng)；在不同的升溫速率下熱解時(shí),稻殼發(fā)生的熱解反應(yīng)不同；在所研究的升溫速率范圍內(nèi),10℃/min時(shí)熱解反應(yīng)的活化能最小,20℃/min時(shí)熱解反應(yīng)的活化能最大。 在以上研究的基礎(chǔ)上,選擇了八個(gè)不同的工況,進(jìn)行了稻殼低溫氣化試驗(yàn)。利用燃?xì)夥治鰞x分析了燃?xì)獬煞?并進(jìn)行了相關(guān)參數(shù)的計(jì)算,進(jìn)而討論了氣化溫度和當(dāng)量比對(duì)燃?xì)馓匦缘挠绊懸?guī)律；分析了稻殼炭的固定碳含量,使用掃描電鏡、氮?dú)馕絻x分析了

4、稻殼炭的孔隙結(jié)構(gòu),并使用粒度分析儀分析了稻殼炭的粒徑分布；最后使用色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀(GC-MS)分析了焦油的成份；通過對(duì)氣、液、固三相產(chǎn)量的計(jì)算,對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了質(zhì)量平衡計(jì)算。試驗(yàn)結(jié)果表明：在500～700℃范圍內(nèi),可燃?xì)夂俊⑷細(xì)鉄嶂?、產(chǎn)氣率、碳轉(zhuǎn)化率和氣化效率隨著氣化溫度的升高先增大后減小,然后又增大,在600℃呈現(xiàn)最大值；當(dāng)量比在0.22～0.35范圍內(nèi),可燃?xì)夂?、燃?xì)鉄嶂怠⑻嫁D(zhuǎn)化率和氣化效率隨著當(dāng)量比的增大先增大后減少,在0.3時(shí)