煤与生物质共气化及共燃过程的协同效应研究

发布时间：2020-05-13 20:18

【摘要】：化石燃料的过度燃烧,带来了大气污染、温室效应等一系列环境问题。生物质能作为一种储量丰富的可再生能源,逐渐受到人们的关注。对生物质能的有效利用,不但能够缓解能源危机,而且可以有效改善环境。然而,原料的获得受到季节性影响与能量密度较低等缺陷成为制约生物质单独利用的关键性因素。将煤与生物质混合利用,可以有效解决上述问题。本文设计了一种全等量热重分析方法,利用同步热分析仪,通过常规热重分析与全等量热重分析两种方法对煤与生物质的共气化过程进行研究与讨论。通过实验对比,指出了目前广泛使用的常规热重分析法的不足,并利用全等量热重分析法探究煤与生物质共气化及共燃过程的协同效应。实验结果表明,煤与生物质的共气化过程中出现了协同效应,其主要原因是生物质中含有大量的碱金属或碱土金属,而协同效应的大小取决于碱金属含量的高低；改变原料种类,粒径大小,生物质与煤的掺混比例等实验条件,对于煤与生物质共气化过程均产生了一定的影响。此外,煤与生物质的等温与非等温混燃过程,也出现了不同程度的协同效应。
【图文】：

，体来看，ＤＬ煤与棺皮分别气化反应完成所需的时间更长。图３．５为ＤＬ煤与桔逡逑皮气化反应速率与转化率的关系。虽然在气化反应初始阶段，ＤＬ煤与桔皮分别逡逑气化的加和反应速率较快，但反应过程中速率曲线出现了拐点，反应速率迅速降逡逑低。表２．３为不同原料的工业分析。洁皮中含有的灰分比ＤＬ煤低，有利于气化逡逑反应的进行；同时，生物质中较高含量的碱金属对半焦的气化反应有一定的催化逡逑作用，从表２．５中可以看出，梧皮中富含Ｋ元素，反应性比ＤＬ煤更强。气化反逡逑应开始后，生物质在短时间内反应完，其余的反应时间内，气化反应以煤的气化逡逑为主，反应速率较慢。对于煤与生物质混合比例相同，但样品总质量不同的混合逡逑气化反应，实验结果与上一组相同，即总质量越少，气化反应所需时间越短。逡逑

Ｆｉｇ．邋３．８邋Ｘ邋ｖｅｒｓｕｓ邋ｔｉｍｅ邋ｃｕｒｖｅ邋ｏｆ邋ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ邋ｏｆ邋Ｆｕｘｉｎ邋ｃｈａｒ逡逑实验结果表明，样品的初始质量能够影响煤焦的气化与燃烧完全反应所需时逡逑间。利用常规热重分析法研究煤与生物质的协同作用，从图３．１中可以看出，煤逡逑与生物质热解后得到半焦的质量不同，由质量差异引起的气化反应性的不同可能逡逑会影响对于实验结论的判断。以下将利用全等量热分析法进行热重气化实验，消逡逑除样品初始质量对于气化反应的影响，使实验结果更接近客观事实。逡逑３．邋２煤与生物质全等量热重分析法共气化逡逑图３．９邋－图３．１２为２０ｍｇ粒径小于ｌ（％ｍ的ＤＬ煤粉分别与２０ｍｇ粒径为逡逑０．２５－０．５ｍｍ的核桃壳颗粒和桔皮颗粒的全等量热重实验结果。从图３．９与图３．１１逡逑来看，升温热解阶段ＤＬ煤与生物质混合前后曲线基本重合。无论是常规方法还逡逑是全等量热重法，共热解阶段，，二者之间均未出现协同效应。图３．１０和３．１２为逡逑煤焦与生物质焦气化阶段碳转化率随时间的变化趋势。从整体来看，ＤＬ煤焦与逡逑核桃壳焦分别气化与混合气化反应所需时间基本一致，没有协同作用产生。这与逡逑之前利用常规方法进行实验的结果互相矛盾。实际上
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ511.6;TK6

【参考文献】

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1 胡长娥;周敏;宋利强;;煤与生物质共气化研究现状[J];煤炭加工与综合利用;2012年01期

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3 周劲松;赵辉;曹小伟;骆仲泱;岑可法;;生物质气流床气化制取合成气的试验研究[J];太阳能学报;2008年11期

本文编号：2662484