菌糠/褐煤的微波水蒸气共气化特性及对比研究
发布时间：2021-04-15 17:09
我国煤炭储量丰富,但是低阶煤占比较大且利用困难。生物质能作为第四大能源,因其可再生,利用过程中污染物排放少,呈碳中性,在能源的可持续利用中扮演着越来越重要的作用。大量研究表明生物质和煤的共气化可以有效克服各自气化存在的缺陷进而提高气化效率,但是也存在气化产物中目标气化产物含量不高,而焦油含量高等问题。微波加热作为一种新型加热手段,具有特殊的加热特性,已被广泛运用到化工和能源领域,已有研究表明微波热解、气化可以改善传统热化学转化过程存在的缺陷。针对上述问题,本研究选取典型农业废弃物-菌糠和宝日希勒褐煤为原料,以两者的混合物及其混合微波热解半焦为实验对象,分别采用微波加热、电加热方法对混合原料及其混合热解半焦的水蒸气共气化特性进行研究,并对微波和电加热方式下的共气化特性进行了对比分析。首先进行了菌糠、褐煤以及两者不同比例混合物的热重实验研究,研究发现添加菌糠对共热解过程有促进作用,其最佳的质量掺混比例为1:1。添加菌糠可以降低共热解过程的活化能,促使最高失重峰向低温区移动,但是当菌糠掺混比例超过50wt.%时,协同作用逐渐变为抑制作用。通过酸洗菌糠的热重实验证实,对促进热解起决定作用的是菌...
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１中国与世界的能源储量对比Ｍ??另外由于世界各国对于化石燃料的强烈依赖以及过度消耗，将会产生大量粉??
本课题重点研究对褐煤／菌糠共热解、半焦气化等核心和关键问题，揭示转??化过程的反应途径，结合实验研宂构成较为完整的微波诱导褐煤／菌糠水蒸气共??气化制备合成气研宄的技术路线。图１－２为本文的研宄技术路线图。主要研宄内??容如下：??（１）
图２－２热重分析仪??２．２．２微波水蒸气气化实验装置??微波水蒸气气化实验系统流程图见图２－３。每次实验放入５０ｇ?ＳｉＣ作为床料，??以吸收微波并改善水蒸气的分布均匀性。实验前，将实验样品与床料混合放于固??定床反应器中，实验使用的石英反应器如图２－４所示。水蒸气由蒸汽发生器产生，??通过蠕动泵将容器中的去离子水抽取送入蒸汽发生器内部加热到１５０°Ｃ，然后通??过保温管路通入石英反应器当中。实验过程中，通过改变微波功率（５００Ｗ，７００Ｗ，??９００Ｗ），水蒸气流量（０．６ｇ／ｍｉｎ，１．２ｇ／ｍｉｎ，２．４ｇ／ｍｉｎ），反应时间（ｌＯｍｉｎ，?１２ｍｉｎ，??１４ｍｉｎ，?１６ｍｍ）等来考察样品在不同操作条件下的气化规律。气化产物首先经??过冷凝，千燥后收集在集气袋中，气体成分由美国ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ生产的炼厂气分??析仪（型号为ＰＥ?Ｃｌａｒｕｓ５００）进行检测
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物质高温水蒸气气化热力学模拟研究[J]. 王丽,王喜明,陈义胜,许嘉,卢春晓. 内蒙古科技大学学报. 2017(04)
[2]国内外能源发展趋势分析[J]. 王璟. 现代经济信息. 2017(14)
[3]掺混生物质炭对煤气化反应特性的影响[J]. 夏光璧,朴桂林,张居兵,谢浩,李帅. 动力工程学报. 2015(08)
[4]脱灰预处理对水稻秸秆物化性/水蒸气气化反应特性的影响[J]. 杨天华,孙海朋,孙洋,开兴平,李杰,李润东. 燃料化学学报. 2015(05)
[5]白松木屑半焦与褐煤共气化过程中的协同效应[J]. 杨小芹,刘雪景,刘海雄,岳晓明,曹景沛,周敏. 物理化学学报. 2014(10)
[6]生物质气化工艺技术应用与进展[J]. 付荣赞. 化工管理. 2014(09)
[7]秸秆灰对煤焦气化反应性的影响[J]. 邢康,唐庆杰,练佳佳,张立恒. 化工进展. 2014(03)
[8]胜利褐煤水蒸气气化制富氢合成气及其固有矿物质的催化作用[J]. 周晨亮,刘全生,李阳,智科端,滕英跃,宋银敏. 化工学报. 2013(06)
[9]生物质高温水蒸气气化制备富氢燃气的研究[J]. 李琳娜. 生物质化学工程. 2012(04)
[10]核桃壳与煤共热解的热重分析及动力学研究[J]. 黄元波,郑志锋,蒋剑春,戴伟娣,孙云娟. 林产化学与工业. 2012(02)
博士论文
[1]微波诱导热解废旧印刷电路板（WPCB）的实验和机理研究[D]. 孙静.山东大学 2012
[2]烟草废弃物热解和气化的实验及机理研究[D]. 杨益.华中科技大学 2012
[3]农作物秸秆微波热解实验及机理研究[D]. 赵希强.山东大学 2010
硕士论文
[1]载硫活性炭微波加热及碳热还原SO2研究[D]. 夏霄.山东大学 2017
[2]生物质焦水蒸汽气化反应特性研究[D]. 刘朋彬.哈尔滨工业大学 2013
[3]预处理对生物质热解特性的影响研究[D]. 曾叶霖.华中科技大学 2009
[4]生物质能利用系统综合评价研究[D]. 王德元.华中科技大学 2008
本文编号：3139745
【文章来源】：山东大学山东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１中国与世界的能源储量对比Ｍ??另外由于世界各国对于化石燃料的强烈依赖以及过度消耗，将会产生大量粉??
本课题重点研究对褐煤／菌糠共热解、半焦气化等核心和关键问题，揭示转??化过程的反应途径，结合实验研宂构成较为完整的微波诱导褐煤／菌糠水蒸气共??气化制备合成气研宄的技术路线。图１－２为本文的研宄技术路线图。主要研宄内??容如下：??（１）
图２－２热重分析仪??２．２．２微波水蒸气气化实验装置??微波水蒸气气化实验系统流程图见图２－３。每次实验放入５０ｇ?ＳｉＣ作为床料，??以吸收微波并改善水蒸气的分布均匀性。实验前，将实验样品与床料混合放于固??定床反应器中，实验使用的石英反应器如图２－４所示。水蒸气由蒸汽发生器产生，??通过蠕动泵将容器中的去离子水抽取送入蒸汽发生器内部加热到１５０°Ｃ，然后通??过保温管路通入石英反应器当中。实验过程中，通过改变微波功率（５００Ｗ，７００Ｗ，??９００Ｗ），水蒸气流量（０．６ｇ／ｍｉｎ，１．２ｇ／ｍｉｎ，２．４ｇ／ｍｉｎ），反应时间（ｌＯｍｉｎ，?１２ｍｉｎ，??１４ｍｉｎ，?１６ｍｍ）等来考察样品在不同操作条件下的气化规律。气化产物首先经??过冷凝，千燥后收集在集气袋中，气体成分由美国ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ生产的炼厂气分??析仪（型号为ＰＥ?Ｃｌａｒｕｓ５００）进行检测
【参考文献】：
期刊论文
[1]生物质高温水蒸气气化热力学模拟研究[J]. 王丽,王喜明,陈义胜,许嘉,卢春晓. 内蒙古科技大学学报. 2017(04)
[2]国内外能源发展趋势分析[J]. 王璟. 现代经济信息. 2017(14)
[3]掺混生物质炭对煤气化反应特性的影响[J]. 夏光璧,朴桂林,张居兵,谢浩,李帅. 动力工程学报. 2015(08)
[4]脱灰预处理对水稻秸秆物化性/水蒸气气化反应特性的影响[J]. 杨天华,孙海朋,孙洋,开兴平,李杰,李润东. 燃料化学学报. 2015(05)
[5]白松木屑半焦与褐煤共气化过程中的协同效应[J]. 杨小芹,刘雪景,刘海雄,岳晓明,曹景沛,周敏. 物理化学学报. 2014(10)
[6]生物质气化工艺技术应用与进展[J]. 付荣赞. 化工管理. 2014(09)
[7]秸秆灰对煤焦气化反应性的影响[J]. 邢康,唐庆杰,练佳佳,张立恒. 化工进展. 2014(03)
[8]胜利褐煤水蒸气气化制富氢合成气及其固有矿物质的催化作用[J]. 周晨亮,刘全生,李阳,智科端,滕英跃,宋银敏. 化工学报. 2013(06)
[9]生物质高温水蒸气气化制备富氢燃气的研究[J]. 李琳娜. 生物质化学工程. 2012(04)
[10]核桃壳与煤共热解的热重分析及动力学研究[J]. 黄元波,郑志锋,蒋剑春,戴伟娣,孙云娟. 林产化学与工业. 2012(02)
博士论文
[1]微波诱导热解废旧印刷电路板（WPCB）的实验和机理研究[D]. 孙静.山东大学 2012
[2]烟草废弃物热解和气化的实验及机理研究[D]. 杨益.华中科技大学 2012
[3]农作物秸秆微波热解实验及机理研究[D]. 赵希强.山东大学 2010
硕士论文
[1]载硫活性炭微波加热及碳热还原SO2研究[D]. 夏霄.山东大学 2017
[2]生物质焦水蒸汽气化反应特性研究[D]. 刘朋彬.哈尔滨工业大学 2013
[3]预处理对生物质热解特性的影响研究[D]. 曾叶霖.华中科技大学 2009
[4]生物质能利用系统综合评价研究[D]. 王德元.华中科技大学 2008
本文编号：3139745
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