镁基添加剂作用下棉秆低温脱氧特性及其对热解影响的研究
发布时间：2021-04-10 00:04
将生物质资源通过一定技术手段转化成具有高附加值的焦炭、生物油、可燃气等商品燃料以取代传统化石能源,可缓解我国能源结构不合理、能耗高、污染重等问题。但生物质氧含量较高的缺点不仅导致生物质热值较低,而且使得后续热化学转化产物品质不佳,因此有必要对生物质进行脱氧预处理。本研究针对200-300℃烘焙预处理脱氧效果有限,300-390℃低温热解预处理能耗高、经济性差的矛盾,以棉秆为原料,提出在200-350℃温度段内引入镁基添加剂以期在较低温度条件下增强预处理脱氧效果,进一步改善预处理后产物理化特性,并与后续（催化）快速热解相耦合,分析研究低温脱氧预处理温度、镁基添加剂种类、添加剂与生物质质量比对热解、催化热解产物的影响。首先,利用热重分析仪和热解动力学分析方法探究了不同镁基添加剂及添加剂与棉秆不同质量比对棉秆热解特性的影响。结果表明:镁基添加剂的存在及质量比的增加使得棉秆热解的初始温度升高,热解失重率降低;添加剂S2（MgO-K2CO3）、S3（MgO-KNO3-NaNO3...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
生物质热解典型反应[65]
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文第三章：通过在卧式管式炉台架上开展镁基添加剂作用下棉秆的低温脱氧实验，并对棉秆低温脱氧三态产物进行分析，探讨了镁基添加剂的存在对棉秆低温脱氧特性的影响。第四章：通过 Py-GC/MS 对不同镁基添加剂作用下低温脱氧前后的棉秆进行热解及催化热解实验，分析低温脱氧预处理对热解液体产物成分分布的影响，并根据热解生物油的产率、组分变化对比不同镁基添加剂的低温脱氧预处理特性，确定最佳镁基添加剂；第五章：根据第四章结果，在固定床实验台架上对最佳镁基添加剂作用下低温脱氧前后棉秆进行热解实验，探讨最佳镁基添加剂与棉秆不同比例对热解三态产物的影响，并进一步研究最佳镁基添加剂在热解过程中的催化作用。
从而有利于促进后续快速热解反应的进行和热解生物油品质的提高。但考虑到常规烘焙预处理脱氧效果有限，一味提高预处理温度又会降低经济性，因此本章利用镁基添加剂与棉秆机械混合，200-350℃范围内在管式炉上进行低温脱氧预处理，以达到在较低预处理温度条件下获得良好的脱氧效果和对生物质理化特性更显著的改善。3.1 实验样品与方法3.1.1 实验样品本章所用样品及镁基添加剂信息参看 2.1 节。3.1.2 棉秆低温脱氧预处理系统棉秆低温脱氧实验在卧式管式电阻炉（ 湖北英山县建力电炉制造有限公司 SK2-4-12）中进行，实验装置如图 3-1 所示。该装置主要包括电加热炉、流量计、石英管反应器、温控系统、低温脱氧液体产物冷凝收集系统、气体干燥及收集系统等。
【参考文献】：
期刊论文
[1]微波对生物质原料预处理及热解的作用研究进展[J]. 曾庆倬,于凤文,盛佳峰,聂勇,卢美贞,计建炳. 过程工程学报. 2013(06)
[2]烘焙对生物质热解产物特性的影响[J]. 杨晴,梅艳阳,郝宏蒙,杨海平,王贤华,陈汉平. 农业工程学报. 2013(20)
[3]温度对棉杆热解多联产过程中产物特性的影响[J]. 陈应泉,王贤华,李开志,张世红,陈汉平. 中国电机工程学报. 2012(17)
[4]几种典型农作物生物质的热解及动力学特性[J]. 冉景煜,曾艳,张力,蒲舸,唐强. 重庆大学学报. 2009(01)
[5]稻草和玉米秆热解气体产物的释放特性及形成机理[J]. 付鹏,胡松,孙路石,向军,陈巧巧,杨涛,张军营. 中国电机工程学报. 2009(02)
[6]无机矿物质盐对生物质热解特性的影响[J]. 王贤华,陈汉平,王静,辛芬,杨海平. 燃料化学学报. 2008(06)
[7]生物质慢速热解工艺的新探讨[J]. 张巍巍,陈雪莉,于遵宏. 环境科学与技术. 2008(02)
[8]生物质催化热解的TG-FTIR研究[J]. 鲁长波,杨昌炎,林伟刚,姚建中,杨学民,宋文立. 太阳能学报. 2007(06)
[9]不同硅铝比HZSM-5分子筛催化剂裂解制烯烃性能的研究[J]. 张倩,刘植昌,徐春明,申宝剑. 化学反应工程与工艺. 2002(01)
硕士论文
[1]烘焙生物质疏水性能及热解特性研究[D]. 郝宏蒙.华中科技大学 2013
本文编号：3128556
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
生物质热解典型反应[65]
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文第三章：通过在卧式管式炉台架上开展镁基添加剂作用下棉秆的低温脱氧实验，并对棉秆低温脱氧三态产物进行分析，探讨了镁基添加剂的存在对棉秆低温脱氧特性的影响。第四章：通过 Py-GC/MS 对不同镁基添加剂作用下低温脱氧前后的棉秆进行热解及催化热解实验，分析低温脱氧预处理对热解液体产物成分分布的影响，并根据热解生物油的产率、组分变化对比不同镁基添加剂的低温脱氧预处理特性，确定最佳镁基添加剂；第五章：根据第四章结果，在固定床实验台架上对最佳镁基添加剂作用下低温脱氧前后棉秆进行热解实验，探讨最佳镁基添加剂与棉秆不同比例对热解三态产物的影响，并进一步研究最佳镁基添加剂在热解过程中的催化作用。
从而有利于促进后续快速热解反应的进行和热解生物油品质的提高。但考虑到常规烘焙预处理脱氧效果有限，一味提高预处理温度又会降低经济性，因此本章利用镁基添加剂与棉秆机械混合，200-350℃范围内在管式炉上进行低温脱氧预处理，以达到在较低预处理温度条件下获得良好的脱氧效果和对生物质理化特性更显著的改善。3.1 实验样品与方法3.1.1 实验样品本章所用样品及镁基添加剂信息参看 2.1 节。3.1.2 棉秆低温脱氧预处理系统棉秆低温脱氧实验在卧式管式电阻炉（ 湖北英山县建力电炉制造有限公司 SK2-4-12）中进行，实验装置如图 3-1 所示。该装置主要包括电加热炉、流量计、石英管反应器、温控系统、低温脱氧液体产物冷凝收集系统、气体干燥及收集系统等。
【参考文献】：
期刊论文
[1]微波对生物质原料预处理及热解的作用研究进展[J]. 曾庆倬,于凤文,盛佳峰,聂勇,卢美贞,计建炳. 过程工程学报. 2013(06)
[2]烘焙对生物质热解产物特性的影响[J]. 杨晴,梅艳阳,郝宏蒙,杨海平,王贤华,陈汉平. 农业工程学报. 2013(20)
[3]温度对棉杆热解多联产过程中产物特性的影响[J]. 陈应泉,王贤华,李开志,张世红,陈汉平. 中国电机工程学报. 2012(17)
[4]几种典型农作物生物质的热解及动力学特性[J]. 冉景煜,曾艳,张力,蒲舸,唐强. 重庆大学学报. 2009(01)
[5]稻草和玉米秆热解气体产物的释放特性及形成机理[J]. 付鹏,胡松,孙路石,向军,陈巧巧,杨涛,张军营. 中国电机工程学报. 2009(02)
[6]无机矿物质盐对生物质热解特性的影响[J]. 王贤华,陈汉平,王静,辛芬,杨海平. 燃料化学学报. 2008(06)
[7]生物质慢速热解工艺的新探讨[J]. 张巍巍,陈雪莉,于遵宏. 环境科学与技术. 2008(02)
[8]生物质催化热解的TG-FTIR研究[J]. 鲁长波,杨昌炎,林伟刚,姚建中,杨学民,宋文立. 太阳能学报. 2007(06)
[9]不同硅铝比HZSM-5分子筛催化剂裂解制烯烃性能的研究[J]. 张倩,刘植昌,徐春明,申宝剑. 化学反应工程与工艺. 2002(01)
硕士论文
[1]烘焙生物质疏水性能及热解特性研究[D]. 郝宏蒙.华中科技大学 2013
本文编号：3128556
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