生物质热解和层状燃烧特性的实验研究

发布时间：2020-06-05 19:30

【摘要】：生物质能源是一种可以有效解决能源危机和环境问题的清洁可再生能源，但是其利用率比较低，具有很大的开发潜力。随着能源短缺日益严重，生物质能得有效利用成为现阶段解决能源危机的有效手段之一，因此生物质能有效利用越来越受到重视，而气化和直接燃烧则又是使用生物质能源的主要手段，，因此本文选取直接燃烧作为研究生物质能的手段，重点研究几种生物质热解和层状燃烧的特性。为此，本文研究内容主要包括以下几个部分； 首先，为了了解生物质燃料的特点，对几种生物质进行了元素分析、工业分析、灰成分分析、灰熔融特性分析等特性分析，对生物质的燃料特性有了全面的了解。生物质水分含量变化大，干燥基挥发分含量大，热值较低，氮硫含量较低。 其次，为了对生物质热解特性进行分析，对几种生物质进行了热重实验分析以及热重FTIR联用分析，对不同生物质的热解特性进行了比较，并分析了混合生物质的热解特性，同时采用两种不同的模型对热解数据进行处理，得出了生物质热解动力学参数。 最后，对生物质层状燃烧进行了实验研究。实验采用一维层燃炉作为燃烧器，采用丙烷作为助燃气，对几种单种生物质和混合生物质进行了层燃实验，实验过程发现一次风温度以及生物质水分对生物质层状燃烧具有较大的影响，并且在特定的条件下（主要是指高水分以及高一次风温下），生物质可能会出现几层生物质同时燃烧或者底层生物质先于上层生物质燃烧的情况。
【图文】：

图3 1 热重红外联用实验图图 3 1 是生物质热解反应系统示意图。试验系统主要包括两部分一部分是热天平，即热重，另一部分为傅里叶变换红外光谱仪，即 FTIR。实验过程中，将盛放生物质样品的坩埚放入热重中，通过程序设置控制器升温程序，生物质样品在热环境中会受热分解，发生热解反应，重量也会随之发生变化，同时生成气体和固体。在这个生物质热解的过程中，热重记录下生物质热解的失重曲线，于此同时，生物质热解产生的热解气体产物等则通过气体输送管路被送入气体池中，经过 FTIR 红外光谱检测，得出吸收光谱，从而根据各种物质不同的吸收峰特性从而确定物质的种类，进行定性分析[42]。在利用 FTIR 进行定量分析时，首先利用 FTIR 对需要测量的气体进行标定，即配置标准浓度的标准气体，将其送入 FTIR 中，得出其吸收光谱，建立其吸光度跟气体浓度的关系，进而再对生物质热解气体进行测量，对得出的吸光度进行分析，得到气体的浓度。本课题对生物质热解过程中产生的 CH4、CO 等气体进行定量标定，建立了这两种气体的标准谱库，为测量生物质热解气体中 CH4、CO 的含量奠定了基

0 500 1000 1500 200002004006008001000实际温度 T（℃）树皮在80℃/min速率下失重曲线 m（mg）树皮在80℃/min速率下DTG曲线 (mg/s)实际温度 T（℃）050100150200250-2.0-1.5-1.0-0.50.0图 3 4 树皮在升温速率为 80℃/min 条件下的 TG 及 DTG 曲线图 3 5 为树皮在 80 ℃/min 升温速率下热解成分释放强度红外光谱原始谱图。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TK6

【参考文献】

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1 阎维平;陈吟颖;;生物质混合物与褐煤共热解特性的试验研究[J];动力工程;2006年06期

2 段佳;罗永浩;陆方;陈yN;胡t旁

本文编号：2698507