中药渣流化床热解气化及其灰熔融特性研究

发布时间：2017-10-17 07:14

  本文关键词：中药渣流化床热解气化及其灰熔融特性研究

  更多相关文章： 中药渣 热解气化 微型流化床 气化动力学 灰熔融特性

【摘要】：中药渣的合理利用,关系到中药业的可持续发展。热解气化作为生物质利用的一种转化形式应用于中药渣处理,不仅能减少药渣对环境的污染,还可以产生有利用价值的合成原料气体等。本文借助于快速热解装置对中药渣进行热解炭化,利用微型流化床反应分析仪(MFBRA)对中药渣炭化产物半焦进行气化实验、研究半焦-CO2气化反应动力学,利用SEM、XRD、XRF对中药渣灰成分及其熔融特性进行了研究,结果表明:(1)N2气氛下,随热解温度的增加,中药渣热解固体产物半焦产率减少,半焦气化活性增强,气体产率增加,且产物气体中H2组分增加明显,焦油产率及其轻质组分呈现出先增大后减小趋势。(2)空气气氛和恒定温度下,随过量空气系数(ER)增大,中药渣热解固体产物半焦和焦油产率下降,气体产率明显增加,且产物气体中CO2组分增加明显,CO、CH4和H2略有下降;半焦气化活性高于N2气氛下的热解半焦,焦油中的轻质组分含量低于N2气氛。(3)蒸汽气氛下,随蒸汽量的增大,中药渣热解所制焦油、气体和半焦产率变化不明显,其中气体产率略有增加,且半焦气化活性增强,焦油轻质组分增多。中药渣适宜的热解条件为:600℃,ER=0.1,S/B=0.15。(4)随着气化温度的升高,半焦气化反应时间明显缩短;反应速率随转化率的增加而减小;应用缩合模型计算中药渣热解半焦与CO2的气化反应动力学活化能为120.3k J/mol。(5)空气气氛下所制中药渣灰的烧结温度是1200℃,而CO2、H2O和CO三种气氛下的烧结温度均为1150℃;四种气氛下灰样均在收缩程度超过50%时发生烧结;中药渣灰成分以石英以及碱金属、碱土金属氧化物与氧化硅形成的共熔物为主,而Mg与氧化硅等其它物质形成的共熔物在1100℃之后才会出现;中药渣灰中添加石英砂其混合灰样在1300℃以内未发现收缩现象。
【关键词】：中药渣 热解气化 微型流化床 气化动力学 灰熔融特性
【学位授予单位】：安徽工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X787
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 引言10-11
• 第一章 文献综述11-25
• 1.1 生物质能概述11-12
• 1.1.1 生物质能概念及其特点11
• 1.1.2 生物质能利用方式11-12
• 1.2 生物质热解气化技术12-22
• 1.2.1 生物质热解气化原理12-14
• 1.2.2 生物质气化介质分类14-15
• 1.2.3 生物质气化炉分类15-19
• 1.2.4 生物质气化过程的影响因素19-21
• 1.2.5 生物质流化床热解气化研究进展21-22
• 1.3 生物质两段气化研究进展22-23
• 1.4 生物质灰对气化工艺的影响23-24
• 1.5 本文研究的目的意义和主要内容24-25
• 1.5.1 本文研究的目的意义24
• 1.5.2 本文研究的主要内容24-25
• 第二章 中药渣流化床热解气化特性25-39
• 2.1 引言25
• 2.2 实验部分25-29
• 2.2.1 实验原料25
• 2.2.2 实验仪器与设备25-26
• 2.2.3 实验装置26-27
• 2.2.4 实验方法27-29
• 2.3 实验结果与讨论29-38
• 2.3.1 热解条件对产物分布的影响29-33
• 2.3.2 热解条件对半焦表面形貌的影响33-35
• 2.3.3 热解条件对半焦气化活性的影响35-36
• 2.3.4 热解条件对焦油轻质组分含量的影响36-38
• 2.4 本章小结38-39
• 第三章 中药渣热解半焦的气化动力学研究39-46
• 3.1 引言39
• 3.2 实验部分39-41
• 3.2.1 实验原料39
• 3.2.2 实验装置39-40
• 3.2.3 实验方法40-41
• 3.3 实验结果与讨论41-44
• 3.3.1 中药渣半焦对CO2的反应性41-43
• 3.3.2 动力学数据计算43-44
• 3.4 本章小结44-46
• 第四章 中药渣灰熔融性及组成结构46-72
• 4.1 引言46
• 4.2 实验部分46-48
• 4.2.1 实验原料46
• 4.2.2 实验仪器与设备46
• 4.2.3 实验装置46-47
• 4.2.4 实验方法47-48
• 4.3 实验结果与讨论48-71
• 4.3.1 空气气氛下的中药渣灰熔融性与组成结构48-53
• 4.3.2 二氧化碳气氛下的中药渣灰熔融性与组成结构53-57
• 4.3.3 水蒸汽气氛下的中药渣灰熔融性与组成结构57-62
• 4.3.4 一氧化碳气氛下的中药渣灰熔融性与组成结构62-67
• 4.3.5 石英砂对中药渣灰烧结行为的影响67-71
• 4.4 本章小结71-72
• 第五章 结论及展望72-74
• 5.1 结论72-73
• 5.2 展望73-74
• 参考文献74-79
• 本文特色与创新之处79-80
• 致谢80

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