两种沙生灌木热解特性及与煤共热解作用的研究

发布时间：2021-01-26 10:45

　　沙生灌木为我国西北地区广泛种植的一类灌木树种,通过生物质热化学转化—热裂解的研究,将有助于废物资源的利用及能源结构的优化和生态环境的保护。采用热重法及红外联用技术就沙生灌木沙柳、柠条的热解特性、热解动力学及热解过程中产物的生成特性进行研究。试验结果表明：热解过程分为3个阶段,分别为物理变化,快速热解和焦炭热解阶段,且沙柳较柠条的挥发份析出特性好,热解反应易进行。升温速率的增大有利于第二阶段挥发份的析出,但对第三阶段焦炭组分的热解不利,增加了800℃时残留的焦炭产率。木粉粒径的减小和气相滞留时间的减小均使热解产物中残炭率增加。采用Flynn-Wall-Ozawa法和Coats-Redfern法对沙柳、柠条的主要热解阶段进行动力学分析,其活化能分别在106.79～35.81KJ·mol-1、 126.32～158.40KJ·mol-1之间,过程服从Avrami-Erofeev方程。热解过程中气态产物主要有H2O、CO2、CO、CH4、烷烃和羰基类化合物等,其中后期的炭化阶段析出的CO、CO2主要来源于木质素中共轭羰基的热解。焦炭残渣的红外光谱表明,半纤维素和纤维素糖苷键和糖环结构的C—0和... 

【文章来源】：内蒙古农业大学内蒙古自治区

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 资源和环境问题
    1.2 生物质能
        1.2.1 生物质能的开发与利用
        1.2.2 生物质热裂解
        1.2.3 沙生灌木
    1.3 共热解
        1.3.1 关于内蒙煤矿的简介
        1.3.2 煤的热解
        1.3.3 煤和生物质共热解
        1.3.4 煤与生物质的混合燃烧技术
    1.4 国内外研究现状
    1.5 研究主要内容及创新点
        1.5.1 论文主要研究内容
        1.5.2 论文创新点
2 沙生灌木热解及产物特性和热解动力学
    2.1 材料与方法
        2.1.1 实验原料
        2.1.2 仪器及方法
    2.2 结果与分析
        2.2.1 沙柳和柠条的热解特性分析
        2.2.2 不同升温速率的影响
        2.2.3 粒径大小的影响
        2.2.4 气相滞留时间的影响
        2.2.5 沙柳热解反应动力学研究
        2.2.6 柠条热解反应动力学研究
        2.2.7 热解过程中气相产物的FTIR分析
        2.2.8 不同温度下焦炭残渣红外分析
        2.2.9 不同种类碱金属盐的添加对生物质热解的影响
    2.3 结论
3 沙生灌木与煤共热解特性及作用的热重分析
    3.1 材料与方法
        3.1.1 实验材料
        3.1.2 仪器及方法
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 煤、沙生灌木红外微观分析
        3.2.2 煤、沙生灌木单独热解
        3.2.3 煤、沙生灌木共热解特性
        3.2.4 沙生灌木与煤共热解相互作用效果
    3.3 结论
4 含氧气氛对煤/生物质混合物燃烧作用的影响
    4.1 材料与方法
        4.1.1 实验材料
        4.1.2 仪器及方法
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 含氧气氛下煤、沙生灌木单独燃烧
        4.2.2 含氧气氛下煤与沙生灌木共燃烧特性
        4.2.3 含氧气氛下共燃烧过程的作用效果分析
    4.3 结论
5 结论与展望
    5.1 论文整体结论概述
    5.2 建议和展望
    5.3 研究感想
致谢
参考文献
附录
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]煤半焦和沙柳炭混合物恒温共热解作用的研究[J]. 武彦伟,高学艺,王克冰,安书琪.  生物质化学工程. 2016(01)
[2]纤维素木聚糖和木质素含量对生物质热解特性及产物的影响[J]. 李小华,焦丽华,樊永胜,陈磊,蔡忆昔.  农业工程学报. 2015(13)
[3]富氢气氛对煤热解特性的影响[J]. 倪明江,李敏,方梦祥,李超,王勤辉,骆仲泱.  热力发电. 2015(06)
[4]沙柳在混合供氢溶剂中的液化工艺及产物特性[J]. 王克冰,武彦伟.  科技导报. 2015(09)
[5]内蒙古自治区4年间新增煤炭资源储量484亿t[J].   中国煤炭. 2015(03)
[6]关于煤炭工业“十三五”规划的思考[J]. 贺佑国,叶旭东,王震.  煤炭经济研究. 2015(01)
[7]低阶煤与废弃物共热解的研究进展[J]. 何选明,王春霞,付鹏睿,王小娟,陈诚.  能源环境保护. 2014(01)
[8]浅谈我国在煤炭热解技术中的研究发展[J]. 许红霞.  煤炭技术. 2013(10)
[9]生物质掺混比例对煤气化特性影响的试验研究[J]. 车德勇,李健,李少华,王庆霞.  中国电机工程学报. 2013(05)
[10]热处理对高岭石结构转变及活性的影响[J]. 匡敬忠,邱廷省,施芳.  中国有色金属学报. 2012(01)

博士论文
[1]典型沙生灌木平茬技术与机具研究[D]. 刘志刚.中国农业大学 2013
[2]生物质与煤共热解试验研究[D]. 陈吟颖.华北电力大学（河北） 2007

硕士论文
[1]环保型沙生灌木型材制备工艺研究[D]. 何建伟.内蒙古农业大学 2011
[2]落下床中煤与生物质快速共热解研究[D]. 朱向伟.大连理工大学 2010
[3]柠条平茬断面质量评价指标体系的研究[D]. 李岩.内蒙古农业大学 2008
[4]纤维素/木质素对混燃特性及颗粒物排放的影响[D]. 戴立.华中科技大学 2007
[5]煤热解气化过程中汞的形态转化和释放规律研究[D]. 何北惠.华中科技大学 2007
[6]褐煤与生物质两步法热解探索性试验研究[D]. 马林转.昆明理工大学 2004



本文编号：3000972