生物质碱金属在煤/生物质共热解过程中迁移影响因素研究

发布时间：2021-10-24 01:44

　　生物质与煤共气化是实现生物质有效利用的重要途径之一,且生物质中富含的碱金属可以作为煤/生物质共气化的催化剂,提高系统的元素利用率。然而,生物质碱金属在热处理过程中具有的易挥发性会导致一系列设备腐蚀等问题。如果能够将释放的碱金属固定在固相中从而减少气相中碱金属的浓度,不仅能缓解设备腐蚀问题,也能提高半焦的气化效率。因此,如果能对共气化过程中生物质碱金属在不同气固相中迁移分布的规律有清晰的认识,在一定程度上将对生物质碱金属催化煤气化工艺有较大的参考价值。本文选用水稻秸秆和晋城无烟煤为主要研究对象,在固定床反应器中,考察了不同热解条件反应温度、混合比例、反应气氛等对生物质碱金属迁移分布的影响,并对煤结构在共热解过程中生物质碱金属在煤焦中迁移固定的影响规律也进行研究,同时利用热天平分析仪对固定在煤焦中碱金属的催化特性进行分析。综合本文的研究结果主要结论如下:1.惰性气氛下共热解时,当温度高于600°C时生物质碱金属开始向煤焦中迁移,所得共热解煤焦的氧含量大于单独热解煤焦。而当生物质碱金属没有向煤焦中迁移时,共热解煤焦中的氧含量小于单独热解煤焦。晋城无烟煤/水稻秸秆共热解过程中生物质热解产生的含... 

【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号说明
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 煤/生物质共气化研究现状及存在问题
    1.3 煤/生物质共气化过程中物料的协同作用
        1.3.1 煤/生物质共气化过程中协同作用机理
        1.3.2 煤/生物质共气化过程中碱金属问题的研究
    1.4 本文的研究思路及主要内容
第二章 反应条件对生物质碱金属迁移及影响因素
    2.1 实验部分
        2.1.1 实验原料
        2.1.2 实验装置及方法
        2.1.3 分析表征方法
        2.1.4 计算方法
    2.2 热解温度对共热解过程中生物质碱金属迁移及影响因素
        2.2.1 惰性气氛下温度对生物质碱金属迁移的影响
        2.2.2 活性气氛下温度对生物质碱金属迁移的影响
    2.3 混合比例对共热解过程中生物质碱金属迁移及影响因素
        2.3.1 惰性气氛下混合比例对生物质碱金属迁移的影响
        2.3.2 活性气氛下混合比例对生物质碱金属迁移的影响
    2.4 不同气氛下共热解时生物质碱金属的迁移特性对比
    2.5 反应历程的调控对共热解过程中生物质碱金属迁移的影响
    2.6 本章小结
第三章 煤结构的改变对共热解过程中生物质碱金属迁移固定的影响研究
    3.1 实验部分
        3.1.1 不同氧含量煤的制备
        3.1.2 酸洗煤的制备
        3.1.3 酸洗生物质的制备
        3.1.4 不同煤化程度煤的原料特性
    3.2 煤中氧含量对共热解过程中生物质碱金属迁移固定的影响
    3.3 煤中矿物质对共热解过程中生物质碱金属迁移固定的影响
    3.4 碳结构对共热解过程中生物质碱金属迁移固定的影响
    3.5 不同煤化程度煤与生物质共热解过程中生物质碱金属的迁移分布
        3.5.1 不同煤与生物质热历程分析
        3.5.2 不同煤与生物质共热解过程中生物质碱金属的迁移分布
    3.6 本章小结
第四章 固定在共热解煤焦中碱金属的催化作用研究
    4.1 实验部分
        4.1.1 气化反应性测定
        4.1.2 碱金属赋存形态分析
        4.1.3 比表面积及孔结构测定
    4.2 生物质碱金属对煤焦的催化作用
    4.3 热解条件对共热解晋城无烟煤焦反应性的影响
        4.3.1 热解温度的影响
        4.3.2 混合比例的影响
        4.3.3 反应气氛的影响
    4.4 不同煤化程度共热解煤焦的反应性比较
    4.5 本章小结
第五章 总结
    5.1 结论
    5.2 不足与建议
参考文献
致谢
个人简历
攻读学位期间参与的科研项目
攻读学位期间获奖情况
攻读硕士学位期间发表的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]不同热解温度下玉米秸秆中碱金属K和Na的释放及半焦中赋存特性[J]. 孟晓晓,孙锐,袁皓,周伟,任霄汉,张瑞寒.  化工学报. 2017(04)
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博士论文
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硕士论文
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[7]碱金属负载的氧化物在催化碳烟燃烧中的机理研究[D]. 王晓.济南大学 2013
[8]稻草与煤固定床共热解特性研究[D]. 王立.华东理工大学 2013
[9]碱金属在煤/生物质共气化过程中的迁移规律及催化贡献[D]. 丁涛.太原理工大学 2012



本文编号：3454329