预处理对生物质热解特性影响的试验研究

发布时间：2020-08-09 11:50

【摘要】： 生物质是一种理想的可再生能源,其有效的开发利用越来越受到人们的关注。热解是生物质最基本的热化学转化方式。人们对于生物质的热解特性已进行广泛的研究,然而关于金属元素对生物质热解特性的影响报道不多。本文依托国家自然科学基金“生物质热解液化目标产物控制转化机理与方法研究”,通过不同的预处理方法来考察金属元素对生物质热解特性的影响,有利于对生物质热解进行深入的机理研究,提高我国生物质能的转化利用水平。本文选取两种典型的农业废弃物——花生壳和稻草,采用脱灰预处理和添加金属盐的方法,在热重分析仪上进行一系列的热解试验。采用两种不同粒径的生物质,分别进行水洗、硫酸洗涤和盐酸洗涤,发现生物质经过洗涤后,金属离子浓度得到了不同程度的减少,热解焦炭产量发生了变化,热解的DTG曲线均向高温移动。分别在粒径小于100目的生物质原样和酸洗样中添加不同浓度的金属盐——K2CO3和白云石。K2CO3比白云石对生物质的热解影响要明显得多。金属盐分别加强了生物质原样的低温热解和酸洗样的高温热解。根据最佳拟合原则,选取正确的反应动力学级数n=1,并求出了反应动力学常数E和A。比较了不同的预处理方法对生物质活化能的影响。本文通过对脱灰预处理和添加金属盐的生物质进行热解试验,进一步探讨了金属元素对生物质热解特性的影响,为以后生物质热解的预处理技术研究提供了有价值的参考依据。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TK6;TK12
【图文】：

生物质燃料,基本组成,生物质,矿物燃料

而被生物质吸收，使整个能源利用系统的 CO2的释放对环境的危害。因此，与矿物燃料相比，。另外，矿物燃料是把固定碳通过转化使其流动造成温室效应。而生物质中的碳来自空气中流反应的可逆循环利用过程[4]。即：CO2+2H2O + 太阳能 →叶绿素(CH2O) + H2(CH2O) →燃烧CO2+ 热能示生物质生长过程中吸收的碳水化合物的总称。CO2甚至可以达到平衡，因此，整个生物质能，生物质能可以分为六类[5]：薪柴、秸秆、粪油。图 1-1 给出了生物质燃料的基本组成。

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图 1-3 生物油的应用展研究中心所做的一份研究报告表明：我国未来 20我国人均能源可采储量远低于世界平均水平；从能能耗水平较高。能源安全尤其是石油安全越来越突出国石油消费量显著增加。我国石油对外依存度将从 31.0％。到 2020 年，石油消费量最少也要 4.5 亿 t，

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图 2-1 STA-409 热重分析仪的系统结构图反应动力学方程求解基本原理十年来，表观热解反应动力学是进行生物质以及其主要组分热解过程研，它的主要研究思想是寻求可以表征全局失重过程的表观动力学模型，的详细反应机理，表观热解动力学的结果则可能为揭示这些主导反应的的线索。选定的运行条件下，气相和固体内的传热和传质的影响可以忽略不计，以假设为完全受化学热解的控制，动力学参数(反应活化能 E 和指前因以下原则计算。设生物质在热重分析仪中的热解反应是简单热裂解，其热解方程可以描)，反应动力学可以简化为方程(2.2)。iomass (solid)→Char＋volatile(CO，CO，HO，CH，CH、Tar)

【引证文献】