竹屑/成型棒炭化工艺研究
发布时间：2021-01-28 19:32
生物质能源的开发和利用是缓解我国能源危机和环境破坏的有效途径之一。竹材是我国生物质能源开发的重要潜在资源,而竹机制炭是目前市场上最具商业化竞争力的竹材剩余物能源化利用产品。本研究利用X射线衍射、傅里叶红外光谱、热重、炭化-气相-质谱联用、热重-红外联用等科学仪器,系统分析了竹材炭化特性,表征炭化气体、液体和固体产物,系统揭示了竹材炭化产物特性;重点研究了固体产物燃烧特性和燃烧动力学参数计算;考察炭化温度、炭化时间、升温速率和升温模式对竹机制炭材料性能影响,优化获得竹机制炭材料制备工艺;主要研究结果如下:（1）竹材主要炭化阶段为250450℃,质量损失约55.67%,其中纤维素结晶区在350℃时完全热降解。工业分析表明,随着炭化温度升高,固定碳和灰分含量逐渐增加,最大值分别为87.42%和5.88%;挥发分逐渐降低,变化区间最大为300350℃;热值先增加后减小,650℃时最大,其值为32442J/Kg;红外光谱表明,主要成分对应的化学官能团峰值逐渐降低或消失,如纤维素和半纤维素1090cm-1处特征峰、木质素1510cm-1处特征峰;热重-红...
【文章来源】：中国林业科学研究院北京市
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
生物质炭化技术分类
过 TG-FTIR 对竹屑炭化实验 2-4，炭化特性与管式炉趋于一致2-6、2-7、2-8，分别给出了 2-4、2-5 给出炭化过程中代表如下：4 给出了竹屑在氦气保护下中可以看出，炭化过程包括三个阶段为 0.63%。第二阶段为纤维素的炭化，最大失重温度要是木质素和焦炭分解纤维素含量，而综纤维素容易受热分解失重量。竹屑炭化实验，了解竹屑在炭化过程中气体释放特性特性与管式炉趋于一致；红外光谱图测得炭化过程中释放污分别给出了烟气释放三维立体图和含 C、N给出炭化过程中代表性物质波数和炭化过程焦炭中碳在氦气保护下，以 10℃/min 的升温速率，从 50℃过程包括三个阶段：第一阶段低温区域进行吸附水第二阶段为 155℃到 395℃，失重率达到 68.86%，最大失重温度在 345℃处。第三阶段主要是在高温段进要是木质素和焦炭分解。从表 2-2 给出的竹材化学成分数据可以看出而综纤维素容易受热分解，导致原料在 250~450释放特性，T测得炭化过程中释放污、S 在炭性物质波数和炭化过程焦炭中碳、氮、℃到 100第一阶段低温区域进行吸附水，主要是提第三阶段主要是在高温段进给出的竹材化学成分数据可以看出~450℃更多
Figure 2-10 The total ion chromatograms生物质炭化根据工艺的不同可选择主产物和副产物，液体产物在实际生产机制棒炭时为副产物着炭化温度升高受热分解、液体上层液体，俗称竹醋液体有机物种类多达 90 种以上酸、酚、酯等，具有良好的杀虫杀菌和除臭功效因竹材竹青、竹肉和竹黄化学成分含量不同 2-19、2-10、2-11 分别给出竹青产物分布图。由图可知，前图 2-10 竹肉炭化液体总离子流图of liquid product from pyrolysis of middle part of bamboo生物质炭化根据工艺的不同可选择主产物和副产物，产物包括固体液体产物在实际生产机制棒炭时为副产物，形成原理为生物质中三大主要组成成、重组，伴随着水分和挥发分析出，小分子可溶于水有机俗称竹醋液，大分子不溶于水有机物相互粘结沉淀种以上，其中不乏重要化工中间体。竹材炭化液体产物中多含具有良好的杀虫杀菌和除臭功效，现已被民间大量实践于农竹肉和竹黄化学成分含量不同[116,117]，炭化产物种类分别给出竹青、竹肉、竹黄炭化总离子流图，表前 20 分钟（min）析出的化合物种类明显小于产物包括固体、液体和气体形成原理为生物质中三大主要组成成小分子可溶于水有机大分子不溶于水有机物相互粘结沉淀，俗称焦油。炭竹材炭化液体产物中多含现已被民间大量实践于农、医领域产物种类、含量各不一表 2-6 给出解谱后析出的化合物种类明显小于 20min 以后
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于锥形量热仪的不同形态木质材料的燃烧特性分析[J]. 杜安磊,李健男,黄彦慧,黄琼涛,徐伟. 东北林业大学学报. 2016(04)
[2]毛竹竹青和竹黄半纤维素的提取与结构表征[J]. 黄曹兴,何娟,闵斗勇,李鑫,勇强. 林产化学与工业. 2015(05)
[3]我国生物质炭化技术装备研究现状与发展建议[J]. 丛宏斌,赵立欣,姚宗路,孟海波,李敏. 中国农业大学学报. 2015(02)
[4]不同温度下棉杆颗粒热解制炭的性能研究[J]. 贺强,孙姣,蔡雨辰,陈文义. 河北工业大学学报. 2015(02)
[5]生物质外热式连续炭化炉的设计及可行性分析[J]. 梁化超,王维新,杨源琦,李霞,张巍,赵庆. 农机化研究. 2015(03)
[6]生物质直接燃烧发电技术的探索[J]. 金山. 电力科技与环保. 2015(01)
[7]稻壳连续炭化装置研究[J]. 赖鹏豪,马晓建,常春,张旭东. 江苏农业科学. 2015(01)
[8]生活垃圾主要组分在回转窑内不同热解阶段的传热特性[J]. 王欢,尹丽洁,陈德珍,马晓波,何品晶. 化工学报. 2014(12)
[9]棉秆与竹材颗粒燃料成型工艺及其性能的研究[J]. 程大莉,许斌,蒋身学. 西部林业科学. 2014(06)
[10]沙柳的低温热解特性研究[J]. 梁宇飞,薛振华. 木材加工机械. 2014(04)
博士论文
[1]棉秆直接热解炭化工艺参数试验研究[D]. 杨瑛.华中农业大学 2014
[2]生物油的烯烃改性精制及应用基础研究[D]. 杨续来.中国科学技术大学 2010
硕士论文
[1]生物质制燃料炭燃烧特性实验研究[D]. 熊绍武.上海理工大学 2014
[2]利用生物预处理提高竹材酶水解葡萄糖得率的研究[D]. 任红玲.中国林业科学研究院 2013
[3]生物质成型燃料物理性能和燃烧特性研究[D]. 谢启强.南京林业大学 2008
本文编号：3005560
【文章来源】：中国林业科学研究院北京市
【文章页数】：95 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
生物质炭化技术分类
过 TG-FTIR 对竹屑炭化实验 2-4，炭化特性与管式炉趋于一致2-6、2-7、2-8，分别给出了 2-4、2-5 给出炭化过程中代表如下：4 给出了竹屑在氦气保护下中可以看出，炭化过程包括三个阶段为 0.63%。第二阶段为纤维素的炭化，最大失重温度要是木质素和焦炭分解纤维素含量，而综纤维素容易受热分解失重量。竹屑炭化实验，了解竹屑在炭化过程中气体释放特性特性与管式炉趋于一致；红外光谱图测得炭化过程中释放污分别给出了烟气释放三维立体图和含 C、N给出炭化过程中代表性物质波数和炭化过程焦炭中碳在氦气保护下，以 10℃/min 的升温速率，从 50℃过程包括三个阶段：第一阶段低温区域进行吸附水第二阶段为 155℃到 395℃，失重率达到 68.86%，最大失重温度在 345℃处。第三阶段主要是在高温段进要是木质素和焦炭分解。从表 2-2 给出的竹材化学成分数据可以看出而综纤维素容易受热分解，导致原料在 250~450释放特性，T测得炭化过程中释放污、S 在炭性物质波数和炭化过程焦炭中碳、氮、℃到 100第一阶段低温区域进行吸附水，主要是提第三阶段主要是在高温段进给出的竹材化学成分数据可以看出~450℃更多
Figure 2-10 The total ion chromatograms生物质炭化根据工艺的不同可选择主产物和副产物，液体产物在实际生产机制棒炭时为副产物着炭化温度升高受热分解、液体上层液体，俗称竹醋液体有机物种类多达 90 种以上酸、酚、酯等，具有良好的杀虫杀菌和除臭功效因竹材竹青、竹肉和竹黄化学成分含量不同 2-19、2-10、2-11 分别给出竹青产物分布图。由图可知，前图 2-10 竹肉炭化液体总离子流图of liquid product from pyrolysis of middle part of bamboo生物质炭化根据工艺的不同可选择主产物和副产物，产物包括固体液体产物在实际生产机制棒炭时为副产物，形成原理为生物质中三大主要组成成、重组，伴随着水分和挥发分析出，小分子可溶于水有机俗称竹醋液，大分子不溶于水有机物相互粘结沉淀种以上，其中不乏重要化工中间体。竹材炭化液体产物中多含具有良好的杀虫杀菌和除臭功效，现已被民间大量实践于农竹肉和竹黄化学成分含量不同[116,117]，炭化产物种类分别给出竹青、竹肉、竹黄炭化总离子流图，表前 20 分钟（min）析出的化合物种类明显小于产物包括固体、液体和气体形成原理为生物质中三大主要组成成小分子可溶于水有机大分子不溶于水有机物相互粘结沉淀，俗称焦油。炭竹材炭化液体产物中多含现已被民间大量实践于农、医领域产物种类、含量各不一表 2-6 给出解谱后析出的化合物种类明显小于 20min 以后
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于锥形量热仪的不同形态木质材料的燃烧特性分析[J]. 杜安磊,李健男,黄彦慧,黄琼涛,徐伟. 东北林业大学学报. 2016(04)
[2]毛竹竹青和竹黄半纤维素的提取与结构表征[J]. 黄曹兴,何娟,闵斗勇,李鑫,勇强. 林产化学与工业. 2015(05)
[3]我国生物质炭化技术装备研究现状与发展建议[J]. 丛宏斌,赵立欣,姚宗路,孟海波,李敏. 中国农业大学学报. 2015(02)
[4]不同温度下棉杆颗粒热解制炭的性能研究[J]. 贺强,孙姣,蔡雨辰,陈文义. 河北工业大学学报. 2015(02)
[5]生物质外热式连续炭化炉的设计及可行性分析[J]. 梁化超,王维新,杨源琦,李霞,张巍,赵庆. 农机化研究. 2015(03)
[6]生物质直接燃烧发电技术的探索[J]. 金山. 电力科技与环保. 2015(01)
[7]稻壳连续炭化装置研究[J]. 赖鹏豪,马晓建,常春,张旭东. 江苏农业科学. 2015(01)
[8]生活垃圾主要组分在回转窑内不同热解阶段的传热特性[J]. 王欢,尹丽洁,陈德珍,马晓波,何品晶. 化工学报. 2014(12)
[9]棉秆与竹材颗粒燃料成型工艺及其性能的研究[J]. 程大莉,许斌,蒋身学. 西部林业科学. 2014(06)
[10]沙柳的低温热解特性研究[J]. 梁宇飞,薛振华. 木材加工机械. 2014(04)
博士论文
[1]棉秆直接热解炭化工艺参数试验研究[D]. 杨瑛.华中农业大学 2014
[2]生物油的烯烃改性精制及应用基础研究[D]. 杨续来.中国科学技术大学 2010
硕士论文
[1]生物质制燃料炭燃烧特性实验研究[D]. 熊绍武.上海理工大学 2014
[2]利用生物预处理提高竹材酶水解葡萄糖得率的研究[D]. 任红玲.中国林业科学研究院 2013
[3]生物质成型燃料物理性能和燃烧特性研究[D]. 谢启强.南京林业大学 2008
本文编号：3005560
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