宁东红石湾煤与生物质秸秆共热解特性的研究

发布时间：2020-06-29 18:28

【摘要】：煤与生物质共热解既可以有效利用生物质资源,又可解决由于秸秆燃烧所带来的环境污染问题。本文以宁夏宁东矿区的红石湾煤与宁夏地区主要的农作物玉米秸秆按不同比例掺混后作为实验原料,对其在不同热解条件下的产物分布进行研究,并分析煤与生物质共热解时协同作用的影响。通过热重分析发现,随着升温速率的增加(5 ℃·min-1、10 ℃·min-1、20℃·min-1、30 ℃·min-1),最大失重速率对应的温度向高温方向移动,出现了热滞后现象。随着生物质掺混比例的增加,失重率和失重速率逐渐增大,最大失重速率对应的温度逐渐降低,体现了二者间的协同作用。在热重分析的基础上还建立了煤与生物质共热解的单一反应动力学模型,其平均反应活化能为3～79kJ·mol-1,生物质的加入降低了第三阶段的活化能,有利于煤的热解。利用固定床热解实验装置,考察了煤与生物质共热解过程中产物的分布情况。实验结果表明:煤与生物质共热解产生了协同作用。(1)随着热解终温的升高,挥发分释放越完全,开始热解温度逐渐左移,焦油的产率在600℃左右出现最大值,WCoal:WBio=3:1时焦油产率的协同作用逐渐减弱,煤热解时焦油最大产率为5.92%,WCoal:WBio=3:1时焦油最大产率为16.80%;(2)随着热解终温的升高,热解气体产率逐渐增大,其中H2和CO的体积分数逐渐增加,CH4、C02、C2H6、C2H4、N2的体积分数逐渐减小。WCoal:WBio=1:1时对热解气产率的协同作用影响增强,WCoal:WBio=1:3时对热解气产率的协同作用影响减弱;(3)在惰性气氛和还原气氛下进行煤与生物质共热解实验,结果显示H2气氛下热解时,焦油的产率和热解气的产率明显比惰性气氛下高,而煤焦产率则明显降低。通过研究煤和生物质共热解特性,二者间确实存在一定的协同作用,主要体现在焦油和热解气的产率上。煤与生物质共热解一方面可以提高煤的转化率,降低灰分,实现煤、生物质自然资源的综合高效利用;另一方面可以增加热解气及煤焦油的产率,以获得更多高附加值的化工产品。
【学位授予单位】：宁夏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TQ530.2;TK6
【图文】：

可作为热解过程中的供氢剂。生物质是唯一一种可以储存又可以运输的可再生资源，对生物质进逡逑行加工利用可以转化为固态、液态以及气态燃料以及其他的一些化工原料或者产品［１６］。生物质的逡逑转化利用方式主要包括以下几种（如图１．１所示）。逡逑Ｈ邋ｍ邋￣｜热ａ或电力逡逑一｜邋气化邋Ｈ生物成燃逡逑一｜热化学法￣￣｜热解邋Ｈ木炭或生物原油逡逑４邋ｍｍ邋Ｈ邋ｍｍ逡逑生物成资源＿邋逦邋水解、发酵ｈ乙醉逡逑一邋生化法邋一邋逦邋逦逡逑ｋ沼气技术一沼气逡逑逦［Ｈ间接液化ＨＩ平洰、醚逡逑＂Ｈ化学法ｈ逦逦逡逑ｋ逦ＳＳ化一生物柴油逡逑物

本文编号：2734186