褐煤与生物质共热转化及协同作用研究
发布时间：2021-09-08 13:37
能源低碳转型在一定程度上放缓了化石能源的消费增长,然而化石能源的需求在全球能源市场中仍占极大比重。煤炭在我国能源结构中占据主导地位,且优质煤的短缺迫使国家大规模开发以褐煤为代表的低阶煤。然而,褐煤的直接燃烧导致排烟热损失增大,设备腐蚀加剧,热效率低,CO2排放高。生物质与褐煤的共热转化能有效降低燃煤的排放,改善燃烧特性,同时也克服了生物质单独利用的不利因素。基于此,本文对褐煤与生物质进行了共燃烧实验研究以及共热解焦的反应性研究,考察掺混生物质对胜利褐煤热转化特性的影响,为胜利褐煤清洁、高效利用技术的发展应用提供理论依据和参考。首先利用了热重分析对不同掺混比例的胜利褐煤和松叶腐殖质共混物进行了燃烧实验,研究了燃烧特性和共燃烧过程的协同作用,提出了一种新的协同指数来量化共燃烧过程的协同作用。通过Flynn-Wall-Ozawa（FWO）和Kissinger-Akahira-Sunose（KAS）法计算了活化能,并通过主曲线法获得更为精确的动力学模型。结果表明:共燃烧过程中存在适宜的掺混比例明显提升了协同作用,从而提高了混合样品的燃烧特性。动力学结果表明混合燃料的燃烧活...
【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
992~2017年全球能源消费量变化趋势
图 3.4 SL 和 PH 的共混物的 δqFigure 3.4 δq for SL blended with PH.说，协同机制与催化或非催化机制有关。前者是基于生物属（AAEMs）的催化作用，后者是指自由基的形成和生物移[89]。在本研究中，这些协同作用可以部分归因于 AAEMs AAEMs（59.3wt%）含量较高，可作为促进反应的催化剂、充分的燃烧。这些协同作用也可以用 PH 挥发物与 SL 焦来解释。由于 PH 的氢碳摩尔比较高（H/C=1.9），PH 产生 OH 自由基）参与 SL 的分解，抑制了自由基在共燃烧过程应。此外，木质素与腐殖聚合物在较低温度下热分解生成苯氧自由基）将会诱导致密、耐热的煤结构分解[83]。同时，分之间的相互作用可以增强这种协同作用。煤与生物质共图 3.5 所示。
图 3.5 褐煤与腐殖质共燃烧协同作用机理图3.5 The synergistic mechanism of the co-combustion for lignite and hu究中，某些因素（如生物质的掺混比、挥发分含量、灰分 之间的协同作用造成显著影响。为了确定合适的混合比以提高共混物的燃烧性能，需要开发一个综合指数。其他学来评价煤与生物质在共热化学转化过程中的相互作用[83]。现还包括着火温度和峰值温度的降低。因此，将这些因素温度以及燃烧放热和失重的相对偏差，作为综合协同指数而在共燃烧体系下，提出了一种新的协同指数（SI），其表61q310) ( ) ]zwi pTTδ δ × δq分别为 TG 和 DTA 曲线的平均相对偏差，如果 δw小于 0指数建立了比较基准，以确定共燃烧过程中是否存在正
【参考文献】：
期刊论文
[1]孔隙结构对褐煤干燥动力学的影响[J]. 曲啸洋,李鹏,周国莉,张磊,刘盼,张婕. 煤炭学报. 2019(03)
[2]炭化温度对高炉喷吹用竹炭微观结构的影响[J]. 徐润生,郑恒,王炜,姜曦,刘全国,薛正良. 钢铁研究学报. 2018(07)
[3]烟煤-稻草混合焦样共气化过程协同行为机理研究[J]. 郭庆华,卫俊涛,龚岩,于广锁. 燃料化学学报. 2018(04)
[4]焦炭的微晶结构及其对反应性的影响[J]. 张琢,谢峰,郑义,程欢,汪琦. 燃料化学学报. 2018(04)
[5]森林燃烧主要排放物研究进展[J]. 刘晓东,王博. 北京林业大学学报. 2017(12)
[6]燃烧反应过程中胜利脱灰褐煤微结构演变特性研究[J]. 宋银敏,李娜,班延鹏,滕英跃,智科端,何润霞,周华从,刘全生. 燃料化学学报. 2017(12)
[7]TG-FTIR研究污泥掺混废轮胎共热解特性[J]. 吕全伟,林顺洪,李玉,柏继松,李长江,莫榴,李伟. 应用化工. 2017(11)
[8]煤与生物质快速共热解协同效应的研究进展[J]. 王武生,王汝成,刘巧霞,黄勇,吴升潇,刘丹. 广东化工. 2016(11)
[9]生物质与煤混合燃烧特性研究[J]. 杨艳华,汤庆飞,朱光俊. 冶金能源. 2016(03)
[10]褐煤中官能团对其燃烧特性的影响[J]. 鄢晓忠,邱靖,尹艳山,刘昕昶,敬佩,李佩. 煤炭科学技术. 2016(04)
博士论文
[1]褐煤干燥的孔隙水运移及其机制研究[D]. 贺琼琼.中国矿业大学 2016
[2]煤氧化自燃微观特征及其宏观表征研究[D]. 张嬿妮.西安科技大学 2012
硕士论文
[1]森林腐殖质热解与阴燃规律实验研究[D]. 历美岑.东北林业大学 2017
[2]KOH对煤及石油焦碳微晶结构和气化活性影响研究[D]. 樊文克.华东理工大学 2017
[3]大兴安岭五种主要树种燃烧性及阻燃性能研究[D]. 邵明珠.东北林业大学 2016
[4]褐煤孔隙特性及水分脱除的迁移研究[D]. 黄少萌.中国矿业大学 2016
[5]生物质焦和煤焦在气化过程中的结构演变及其与反应性的关联[D]. 郭沛.太原理工大学 2015
本文编号：3390880
【文章来源】：郑州大学河南省 211工程院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
992~2017年全球能源消费量变化趋势
图 3.4 SL 和 PH 的共混物的 δqFigure 3.4 δq for SL blended with PH.说，协同机制与催化或非催化机制有关。前者是基于生物属（AAEMs）的催化作用，后者是指自由基的形成和生物移[89]。在本研究中，这些协同作用可以部分归因于 AAEMs AAEMs（59.3wt%）含量较高，可作为促进反应的催化剂、充分的燃烧。这些协同作用也可以用 PH 挥发物与 SL 焦来解释。由于 PH 的氢碳摩尔比较高（H/C=1.9），PH 产生 OH 自由基）参与 SL 的分解，抑制了自由基在共燃烧过程应。此外，木质素与腐殖聚合物在较低温度下热分解生成苯氧自由基）将会诱导致密、耐热的煤结构分解[83]。同时，分之间的相互作用可以增强这种协同作用。煤与生物质共图 3.5 所示。
图 3.5 褐煤与腐殖质共燃烧协同作用机理图3.5 The synergistic mechanism of the co-combustion for lignite and hu究中，某些因素（如生物质的掺混比、挥发分含量、灰分 之间的协同作用造成显著影响。为了确定合适的混合比以提高共混物的燃烧性能，需要开发一个综合指数。其他学来评价煤与生物质在共热化学转化过程中的相互作用[83]。现还包括着火温度和峰值温度的降低。因此，将这些因素温度以及燃烧放热和失重的相对偏差，作为综合协同指数而在共燃烧体系下，提出了一种新的协同指数（SI），其表61q310) ( ) ]zwi pTTδ δ × δq分别为 TG 和 DTA 曲线的平均相对偏差，如果 δw小于 0指数建立了比较基准，以确定共燃烧过程中是否存在正
【参考文献】：
期刊论文
[1]孔隙结构对褐煤干燥动力学的影响[J]. 曲啸洋,李鹏,周国莉,张磊,刘盼,张婕. 煤炭学报. 2019(03)
[2]炭化温度对高炉喷吹用竹炭微观结构的影响[J]. 徐润生,郑恒,王炜,姜曦,刘全国,薛正良. 钢铁研究学报. 2018(07)
[3]烟煤-稻草混合焦样共气化过程协同行为机理研究[J]. 郭庆华,卫俊涛,龚岩,于广锁. 燃料化学学报. 2018(04)
[4]焦炭的微晶结构及其对反应性的影响[J]. 张琢,谢峰,郑义,程欢,汪琦. 燃料化学学报. 2018(04)
[5]森林燃烧主要排放物研究进展[J]. 刘晓东,王博. 北京林业大学学报. 2017(12)
[6]燃烧反应过程中胜利脱灰褐煤微结构演变特性研究[J]. 宋银敏,李娜,班延鹏,滕英跃,智科端,何润霞,周华从,刘全生. 燃料化学学报. 2017(12)
[7]TG-FTIR研究污泥掺混废轮胎共热解特性[J]. 吕全伟,林顺洪,李玉,柏继松,李长江,莫榴,李伟. 应用化工. 2017(11)
[8]煤与生物质快速共热解协同效应的研究进展[J]. 王武生,王汝成,刘巧霞,黄勇,吴升潇,刘丹. 广东化工. 2016(11)
[9]生物质与煤混合燃烧特性研究[J]. 杨艳华,汤庆飞,朱光俊. 冶金能源. 2016(03)
[10]褐煤中官能团对其燃烧特性的影响[J]. 鄢晓忠,邱靖,尹艳山,刘昕昶,敬佩,李佩. 煤炭科学技术. 2016(04)
博士论文
[1]褐煤干燥的孔隙水运移及其机制研究[D]. 贺琼琼.中国矿业大学 2016
[2]煤氧化自燃微观特征及其宏观表征研究[D]. 张嬿妮.西安科技大学 2012
硕士论文
[1]森林腐殖质热解与阴燃规律实验研究[D]. 历美岑.东北林业大学 2017
[2]KOH对煤及石油焦碳微晶结构和气化活性影响研究[D]. 樊文克.华东理工大学 2017
[3]大兴安岭五种主要树种燃烧性及阻燃性能研究[D]. 邵明珠.东北林业大学 2016
[4]褐煤孔隙特性及水分脱除的迁移研究[D]. 黄少萌.中国矿业大学 2016
[5]生物质焦和煤焦在气化过程中的结构演变及其与反应性的关联[D]. 郭沛.太原理工大学 2015
本文编号：3390880
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