挥发分与焦炭的交互反应对生物质热解焦炭活性的影响

发布时间：2020-08-21 14:02

【摘要】：生物质气化技术几年来受到了广泛的关注,而气化过程中存在气化温度过高造成气化效率低的问题。生物质中低温气化是生物质气化技术未来可持续发展的重要发展方向。将生物质热解与气化过程解耦,考察挥发分对焦炭气化活性的影响。本文针对生物质热解条件下,挥发分与焦炭之间的交互反应对焦炭活性的影响展开研究。在快速热裂解仪及固定床/流化床实验系统上分别实现挥发分与焦炭之间无交互反应以及有交互反应下生物质稻壳热解实验。生物质稻壳热解温度选择700℃、750℃、800℃、850℃、900℃。利用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP—AES)研究生物质热解焦炭中的碱金属/碱土金属含量。利用傅里叶红外光谱(FTIR)研究不同条件下稻壳以及热解焦炭活性官能团结构特性。选择结构参数对于生物质及其热解焦炭结构变化进行半定量分析。研究结果显示,热解温度对焦炭中碱金属/碱土金属(AAEM)含量有重要影响。随着温度的升高,焦炭中K含量有大幅度减少。而热解温度升高,对焦炭中Mg、Ca含量影响较小。随着温度的升高,焦炭中Mg、Ca含量逐渐趋于稳定。交互反应对于焦炭中碱金属/碱土金属含量也有影响。交互反应条件下焦炭中K的赋存量要远小于无交互反应条件下。然而对于Ca、Mg这类碱土金属,交互反应对于其在焦炭中的含量影响不大。热解温度的升高会导致焦炭表面的活性官能团种类以及含量减少。焦炭的芳香化程度加深。交互反应条件下,焦炭表面的活性官能团种类以及含量较无交互反应下要少。而交互反应对于焦炭表面羧基的影响最为明显。交互反应使得焦炭中的羧基含量大大减少。对焦炭反应活性进行研究的结果表明,热解焦炭的活性随着热解温度的升高下降。在低于750℃时,焦炭的反应下降并不明显。在高于750℃时,活性有明显下降。交互反应对于焦炭活性有减弱作用,使得交互反应下焦炭的活性要远远小于无交互反应下焦炭的活性。
【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】：2015
【分类号】：TK6
【图文】：

官能团,生物质,苯酚,化学反应

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文量越丰富，焦炭所表现出的反应活性就越高[27-29]。等[27]的研究认为焦炭中含有—COOH，—COOR、C=O、—OH、团。Lin 等[30]利用 FTIR 对焦炭中的官能团在中低温下的变化进炭表面官能团或者化学结构的初期变化是由于吸附了挥发分中的连接键发生断裂所致（如乙醚等），在 400℃~700℃之间，焦以及侧链的断裂导致脂肪族的大规模的减少。而大量的含氧官晶水合物出现。另外，Liu 等[31]的研究认为，在相同的热解温度间是影响生物质焦炭表面面积以及官能团的关键因素。并且进能力。同时，焦炭中苯酚以及官能团之间的氢键的连接与络合炭的吸附作用。同时，Liu[31]认为相对于焦炭中碱金属/碱土金属性的影响，焦炭的化学结构要起到更大的作用。

热裂解,工程硕士学位,在线分析,快速加热

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文）。下面对两种实验系统进行详统的热裂解仪进行焦炭与挥发分无进行加热，既可以快速加热用于分析。同时，还可以与任意一款行在线分析。

分析天平

哈尔滨工业大学工程硕士学位论文，反应环境达到设定温度所需，反应环境温度降至 300℃所需间均与物料在高温区的停留时程对样品热解过程的影响。量进行失重分析的仪器采用瑞。该天平最大称量范围 81g/22可将外界影响降到最低，平衡约为 4-6mg 稻壳样品加入热裂行称量。计算出样品热解前后即为失重率。（详细计算见第三

【参考文献】