油菜籽粕生物质热解过程及产物特性研究

发布时间：2020-05-04 21:56

【摘要】：热解技术能够最大限度的将生物质中蕴含的能量转化为能源产品,是国内外学者研究的热点。本文以油菜籽粕为原料,采用电加热方式,研究了其热解过程和产物产出特征；同时,利用热重分析实验对热解过程特征进行了验证；最后进行了微波热解的对比研究。 结果表明：加热速率较低时,油菜籽粕的热解过程可分为水分蒸发、半纤维素热解、纤维素和木质素热解、木质素炭化4个阶段；加热速率较高时,表现为连续的热解反应进程,此规律与热重分析法得出的结论基本一致。 气体产物和液体产物主要在200-500℃之间析出,是半纤维素和纤维素的主要热解产物。加热速率越高,产物产出速率越高,dQ/dt-T曲线和dV/dt-T曲线呈现先升后降的变化趋势。在较低的加热速率下,生物质中的半纤维素和纤维素在不同温度区间内进行热解反应,具有不同的产物产出特征。当控制加热速率为4-6℃·min-1时,热解产物产率均可以达到较理想的效果。 热解反应温度越高,加热速率越低,可燃气体的利用价值越高。可燃气体的体积分数、密度和热值最大值分别是70%、0.86 kg·m-3和35.726.46kJ·m-3；液体产物中汽油、柴油、重油含量较高；加热速率越低,热解残渣发热量越高。 油菜籽粕在微波加热情况下,反应迅速完成,物料体系升温速率在200-400℃和500-600℃之间变化不大。微波热解中气体和液体主要在100-400℃之间生成,纤维素和木质素热解的产气速率较高,200℃左右时液体产出速率达到最大值。与电加热方式对比,微波热解生成的热解残渣和气体的产率略有增加,液体产率明显减少。在400℃以上时,只要控制合适的加热速率,电加热时气体的密度和热值均高于微波热解。 本文还对热解残渣的利用进行了探讨,在以搅拌机方式制备时,得到了热解残渣质量分数为60%且在三天内不会出现沉降的“水炭浆”液体。
【图文】：

的能力较强，可将微波能量迅速转化为热量，如水分子等;而玻璃、陶瓷、聚四氟乙烯等物质基本不吸收或很少吸收微波，这类物质可用作微波加热时的容器。木块常规加热与微波加热的温度分布及传热传质情况如图1一7[56]所示，相对而言，微波加热具有以下的优点[57几(l)加热速度快且均匀。微波作用下，电磁能作用在具备一定吸收微波能力的介质分子上能够瞬时转化为热能，可迅速升温。同时，由于微波具有穿透性，无论被加热物料的形状如何，微波都能均匀渗透，，物料内部和外部可同时受热，并且由于热

自制电加热热解实验设备实物图
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TK6

【引证文献】

相关硕士学位论文 前2条

1 姜深行;含油污泥微波热转化工艺设计与试验[D];北京化工大学;2012年

2 李果;微波作用下含油污泥有机物的转化过程及微波处理工艺[D];北京化工大学;2012年

本文编号：2649051