碱金属在煤/生物质共气化过程中的迁移规律及催化贡献
发布时间：2021-01-03 16:25
为解决化石燃料资源的逐渐短缺和化石燃料产生的cO2问题,各国不断探索生物质能源的合理利用方式,煤/生物质共气化的研究成为一个关注的方面,与此同时,共气化过程中所产生的协同作用引起了广泛的兴趣,人们对共气化过程中产生协同作用的原因之一落在了生物质的添加对煤气化的催化作用方面,已有研究表明,在煤气化过程中添加生物质可以提高煤气化的反应效率；煤与生物质混合物料的热解焦的CO2气氛反应活性明显高于煤单独热解焦,研究者把产生这种现象的原因归结为：在共气化过程中生物质中富含的碱/碱土金属对煤气化过程起催化作用。然而,到目前为止,仍没有相关的研究系统地指出生物质中的碱/碱土金属在煤与生物质共气化过程中如何迁移到煤中,在煤的气化过程中如何来催化煤气化。本文在自行搭建的两段式流化床反应器中进行了一系列煤和生物质的共气化、共热解、单独气化和单独热解实验,采用高压消解法消解反应过程中的固体物质,利用原子吸收光谱仪（AAS）精准地测定了其中的碱金属K和Na的含量,得到了碱金属K和Na在共气化过程中的迁移规律,考察了操作条件（温度、氧碳比、水碳比和物料中生物质的添加比例）对碱金属迁移规律的影响；本文还对不同碱金...
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３－１?Ｉｇ煤单独气化前后固相中Ｋ的含量??
图３－２?Ｉｇ煤单独气化前后固巧中Ｎａ的含量??Ｆｉｇｕｒｅ?３－２?Ｔｈｅ?ｃｏｎ化ｎｔ?ｏｆ?Ｎａ?ｏｆ?Ｓｏｌｉｄ?ｐｈａｓｅ?ｂｅｆｏｒｅ?ａｎｄ?ａｆｔｅｒ?ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｉｇ?ｃｏａｌ??图３－１和图３－２分别为晋城煤单独气化前后碱金属Ｋ和Ｎａ在原料中和灰中的含量??数据，。由图３－１可知，Ｉｇ煤样中含有３．６ｍｇＫ，Ｉｇ煤样完全气化后的灰中含有１．８８ｍｇ??Ｋ，有１．７２ｍｇ的Ｋ挥发入气相中，煤中５２．２２％的Ｋ在其气化后留在了固相灰中，其余??的Ｋ在气化过程中挥发入气相。由此可知，煤中Ｋ的含量较少，而且有一半的Ｋ在煤??中Ｗ难于挥发的稳定化合物形式存在，所Ｗ在煤单独气化过程中气相中的Ｋ含量相对比??较少。??由图３－２可Ｗ看出煤样中的Ｎａ与Ｋ有很大的差别，煤中Ｎａ的含量比Ｋ高很多，??Ｉｇ煤样中含４２．５３ｍｇＮａ，?Ｉｇ煤样完全气化后的灰中含有１０．３４ｍｇＮａ，而且煤样单独气??化后只有２４．３３％的Ｎａ留在灰中，其余７５．６７％的Ｎａ都挥发
解结果９５．３４％有点差距，但由于煤中Ｎａ含量较多，误差稍微偏大。??对比实验选取２０％生物质含量的原料在１００（ＴＣ下热解这一姐，为了更直观地得出??结果，在图４－７和图４－８给出了?４ｇ煤和Ｉｇ生物质在不同状态下Ｋ、Ｎａ的含量。由图??４－７可Ｗ看出，Ｉｇ生物质单独热解有４．１２ｍｇＫ留在了焦中，９．２ｍｇＫ挥发入气相中；４ｇ??煤单独热解有１１．２８ｍｇＫ留在焦中，３．１２ｍｇＫ挥发入气相；而在两段反应器热解实验中，??因为有下段生物质热解产物通过上段煤热解焦，上段４ｇ煤热解焦中含Ｋ１９．５４ｍｇ，相比??４ｇ煤单独热解焦中多了?８．２６ｍｇ。??从这些数据中可Ｗ得出结论，多出来的８．２６ｍｇＫ来自于生物质的挥发分。由上分??析可看出在共热解过程中Ｋ先从生物质中挥发入气相，然后一部分Ｋ被煤焦吸附留??在煤焦中，在共气化过程中Ｋ是通过气－固接触的方式传递的。??－稻杆口北??４?顏?＂，??ｒ?．?Ｉ．?．?．?ｆ?．?．?
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤焦与生物质焦CO2共气化特性及分布活化能研究[J]. 高正阳,胡佳琪,郭振,王星久,吴小芳. 中国电机工程学报. 2011(08)
[2]碱金属及灰分对煤焦碳微晶结构及气化反应特性的影响[J]. 许慎启,周志杰,代正华,于广锁,龚欣. 高校化学工程学报. 2010(01)
[3]掺混比例对生物质和煤流化床共气化特性影响的试验研究[J]. 鲁许鳌,阎维平. 动力工程. 2009(10)
[4]空气当量比对生物质和煤共气化影响的研究[J]. 鲁许鳌,阎维平. 可再生能源. 2009(05)
[5]煤焦与生物质焦在CO2气氛下共气化动力学模型研究[J]. 边文,张科达,文芳,梁大明,董卫果,王鹏. 洁净煤技术. 2009(04)
[6]从神华煤质看煤低温催化气化的战略选择[J]. 陈鹏. 神华科技. 2009(03)
[7]我国秸秆发电技术的应用及前景[J]. 张卫杰,关海滨,姜建国,李晓霞,闫桂焕,孙荣峰,许敏,孙立. 农机化研究. 2009(05)
[8]生物质发电技术分析比较[J]. 吴创之,周肇秋,马隆龙,阴秀丽. 可再生能源. 2008(03)
[9]在流化床气化炉中生物质与煤共气化研究（Ⅱ）——以水蒸汽为气化剂生产中热值燃气[J]. 王立群,宋旭,周浩生,唐恒,王同章. 太阳能学报. 2008(03)
[10]在流化床气化炉中生物质与煤共气化的研究（Ⅰ）——以空气-水蒸汽为气化剂生产低热值燃气[J]. 王立群,张俊如,朱华东,周浩生,宋旭,王同章. 太阳能学报. 2008(02)
本文编号：2955122
【文章来源】：太原理工大学山西省 211工程院校
【文章页数】：76 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３－１?Ｉｇ煤单独气化前后固相中Ｋ的含量??
图３－２?Ｉｇ煤单独气化前后固巧中Ｎａ的含量??Ｆｉｇｕｒｅ?３－２?Ｔｈｅ?ｃｏｎ化ｎｔ?ｏｆ?Ｎａ?ｏｆ?Ｓｏｌｉｄ?ｐｈａｓｅ?ｂｅｆｏｒｅ?ａｎｄ?ａｆｔｅｒ?ｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｉｇ?ｃｏａｌ??图３－１和图３－２分别为晋城煤单独气化前后碱金属Ｋ和Ｎａ在原料中和灰中的含量??数据，。由图３－１可知，Ｉｇ煤样中含有３．６ｍｇＫ，Ｉｇ煤样完全气化后的灰中含有１．８８ｍｇ??Ｋ，有１．７２ｍｇ的Ｋ挥发入气相中，煤中５２．２２％的Ｋ在其气化后留在了固相灰中，其余??的Ｋ在气化过程中挥发入气相。由此可知，煤中Ｋ的含量较少，而且有一半的Ｋ在煤??中Ｗ难于挥发的稳定化合物形式存在，所Ｗ在煤单独气化过程中气相中的Ｋ含量相对比??较少。??由图３－２可Ｗ看出煤样中的Ｎａ与Ｋ有很大的差别，煤中Ｎａ的含量比Ｋ高很多，??Ｉｇ煤样中含４２．５３ｍｇＮａ，?Ｉｇ煤样完全气化后的灰中含有１０．３４ｍｇＮａ，而且煤样单独气??化后只有２４．３３％的Ｎａ留在灰中，其余７５．６７％的Ｎａ都挥发
解结果９５．３４％有点差距，但由于煤中Ｎａ含量较多，误差稍微偏大。??对比实验选取２０％生物质含量的原料在１００（ＴＣ下热解这一姐，为了更直观地得出??结果，在图４－７和图４－８给出了?４ｇ煤和Ｉｇ生物质在不同状态下Ｋ、Ｎａ的含量。由图??４－７可Ｗ看出，Ｉｇ生物质单独热解有４．１２ｍｇＫ留在了焦中，９．２ｍｇＫ挥发入气相中；４ｇ??煤单独热解有１１．２８ｍｇＫ留在焦中，３．１２ｍｇＫ挥发入气相；而在两段反应器热解实验中，??因为有下段生物质热解产物通过上段煤热解焦，上段４ｇ煤热解焦中含Ｋ１９．５４ｍｇ，相比??４ｇ煤单独热解焦中多了?８．２６ｍｇ。??从这些数据中可Ｗ得出结论，多出来的８．２６ｍｇＫ来自于生物质的挥发分。由上分??析可看出在共热解过程中Ｋ先从生物质中挥发入气相，然后一部分Ｋ被煤焦吸附留??在煤焦中，在共气化过程中Ｋ是通过气－固接触的方式传递的。??－稻杆口北??４?顏?＂，??ｒ?．?Ｉ．?．?．?ｆ?．?．?
【参考文献】：
期刊论文
[1]煤焦与生物质焦CO2共气化特性及分布活化能研究[J]. 高正阳,胡佳琪,郭振,王星久,吴小芳. 中国电机工程学报. 2011(08)
[2]碱金属及灰分对煤焦碳微晶结构及气化反应特性的影响[J]. 许慎启,周志杰,代正华,于广锁,龚欣. 高校化学工程学报. 2010(01)
[3]掺混比例对生物质和煤流化床共气化特性影响的试验研究[J]. 鲁许鳌,阎维平. 动力工程. 2009(10)
[4]空气当量比对生物质和煤共气化影响的研究[J]. 鲁许鳌,阎维平. 可再生能源. 2009(05)
[5]煤焦与生物质焦在CO2气氛下共气化动力学模型研究[J]. 边文,张科达,文芳,梁大明,董卫果,王鹏. 洁净煤技术. 2009(04)
[6]从神华煤质看煤低温催化气化的战略选择[J]. 陈鹏. 神华科技. 2009(03)
[7]我国秸秆发电技术的应用及前景[J]. 张卫杰,关海滨,姜建国,李晓霞,闫桂焕,孙荣峰,许敏,孙立. 农机化研究. 2009(05)
[8]生物质发电技术分析比较[J]. 吴创之,周肇秋,马隆龙,阴秀丽. 可再生能源. 2008(03)
[9]在流化床气化炉中生物质与煤共气化研究（Ⅱ）——以水蒸汽为气化剂生产中热值燃气[J]. 王立群,宋旭,周浩生,唐恒,王同章. 太阳能学报. 2008(03)
[10]在流化床气化炉中生物质与煤共气化的研究（Ⅰ）——以空气-水蒸汽为气化剂生产低热值燃气[J]. 王立群,张俊如,朱华东,周浩生,宋旭,王同章. 太阳能学报. 2008(02)
本文编号：2955122
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