生物质和煤共热解特性及催化剂对热解的影响
发布时间：2021-07-07 22:30
为研究生物质和煤程序升温共热解特性及相互作用,利用热天平和管式炉反应器对白松木屑和五彩湾烟煤的共热解特性及催化剂对生物质和煤共热解的影响进行了研究,并考察了共热解半焦的孔结构特性。结果表明:不同比例的生物质和煤在共热解过程中,两者基本保持了各自的热解特性,由于生物质和煤的主要热解阶段温度相差较大,共热解过程中没有发生明显的协同作用。生物质和煤共热解半焦产率实验值大于计算值,当生物质质量分数从75%减少至25%时,半焦产率实验值与计算值之间的差值从0. 81个百分点增加到1. 07个百分点。橄榄石和载镍橄榄石（NiO/olivine）的添加促进了共热解反应发生的深度。载镍橄榄石催化剂添加（原料和催化剂质量比1:1）的条件下,共热解碳转化率提高了0. 5%～5. 1%,随着混合物中生物质比例的增加,催化剂的催化效果更加明显。
【文章来源】：生物质化学工程. 2018,52(05)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
不同生物质质量分数的生物质和煤共热解的TG和DTG曲线Fig．1TGandDTGcurvesofbiomassandcoalco-pyrolysisatdifferentbiomassratio
ol)，所以能在较低温度(400～500℃)下分解。煤的主要结构是通过C?C键(键能1000kJ/mol)连接在一起的致密多环芳烃，因此在比较高的温度下才能分解［9］。图1不同生物质质量分数的生物质和煤共热解的TG和DTG曲线Fig．1TGandDTGcurvesofbiomassandcoalco-pyrolysisatdifferentbiomassratio由图1可以看出，随着混合原料中生物质比例的增加，失重率增加，半焦产率减少，这与白松、烟煤的挥发分和固定碳含量有关。根据生物质样品与煤单独热解时各温度点的残留固体量和热解速率进行图2不同温度下生物质和煤共热解的半焦产率Fig．2Co-pyrolysischaryieldsatdifferenttemperature折算得到了不同比例生物质和煤共热解的TG和DTG计算值，并与实验值进行了比较。从DTG曲线可以看出，随着生物质比例的增加主要热解峰(第二个峰)的强度增加，然而不同比例的混合物失重速率与计算值相比均有所下降，原因可能是低温下未热解的煤阻碍了生物质析出的挥发分向外扩散［1］。根据氧传递理论，煤表面的碱/碱土金属更易吸附含氧气体形成C-O-M复合物［10］。根据生物质和煤的热重数据，得到了不同温度下共热解半焦产率，结果如图2所示。可以看出，在不同温度段共热解半焦产率实验值略高于计算值，这说明白松和烟煤在共热解过程中对固体产物的进一步热解没有明显的协同效应。这是因为白松
面空隙被煤热解析出的挥发分堵住。这一方面导致共热解半焦比表面积的降低，另一方面导致共热解得到的半焦产率大于计算值。当生物质质量分数从75%减少至25%时，半焦产率实验值与计算值之间的差值从0.81个百分点增加到1.07个百分点，说明生物质和煤混合物中煤的比例越大，煤热解所析出的挥发分被生物质半焦吸附的机会也越大，半焦产率实验值比理论值高的越多。2.3催化剂对共热解的影响为了解催化剂对白松木屑和烟煤共热解的影响，在生物质和煤混合物中添加催化剂进行了共热解实验，结果见图3。图3催化剂对生物质和煤混合物共热解的影响(生物质质量分数50%)Fig．3InfluenceofolivineandNiO/olivineonco-pyrolysis(biomassmassratio50%)
【参考文献】：
期刊论文
[1]柠条与低阶煤共热解特性初探[J]. 武彦伟,宫聚辉,邵婷婷,高学艺,王克冰. 生物质化学工程. 2017(02)
[2]生物质与烟煤共热解特性研究[J]. 孙云娟,蒋剑春,徐俊明,李琳娜,戴伟娣,应浩. 太阳能学报. 2011(09)
[3]煤与生物质热重分析及动力学研究[J]. 武宏香,李海滨,赵增立. 燃料化学学报. 2009(05)
[4]生物质混合物与褐煤共热解特性的试验研究[J]. 阎维平,陈吟颖. 动力工程. 2006(06)
博士论文
[1]外循环径向移动床中生物质和煤催化共气化研究[D]. 亚力昆江·吐尔逊.大连理工大学 2015
[2]生物质与煤共热解气化行为特性及动力学研究[D]. 孙云娟.中国林业科学研究院 2013
[3]用于生物质焦油水蒸气重整的橄榄石载镍催化剂的研究[D]. 杨小芹.大连理工大学 2010
[4]生物质催化热解和气化的应用基础研究[D]. 李建芬.华中科技大学 2007
本文编号：3270488
【文章来源】：生物质化学工程. 2018,52(05)北大核心
【文章页数】：6 页
【部分图文】：
不同生物质质量分数的生物质和煤共热解的TG和DTG曲线Fig．1TGandDTGcurvesofbiomassandcoalco-pyrolysisatdifferentbiomassratio
ol)，所以能在较低温度(400～500℃)下分解。煤的主要结构是通过C?C键(键能1000kJ/mol)连接在一起的致密多环芳烃，因此在比较高的温度下才能分解［9］。图1不同生物质质量分数的生物质和煤共热解的TG和DTG曲线Fig．1TGandDTGcurvesofbiomassandcoalco-pyrolysisatdifferentbiomassratio由图1可以看出，随着混合原料中生物质比例的增加，失重率增加，半焦产率减少，这与白松、烟煤的挥发分和固定碳含量有关。根据生物质样品与煤单独热解时各温度点的残留固体量和热解速率进行图2不同温度下生物质和煤共热解的半焦产率Fig．2Co-pyrolysischaryieldsatdifferenttemperature折算得到了不同比例生物质和煤共热解的TG和DTG计算值，并与实验值进行了比较。从DTG曲线可以看出，随着生物质比例的增加主要热解峰(第二个峰)的强度增加，然而不同比例的混合物失重速率与计算值相比均有所下降，原因可能是低温下未热解的煤阻碍了生物质析出的挥发分向外扩散［1］。根据氧传递理论，煤表面的碱/碱土金属更易吸附含氧气体形成C-O-M复合物［10］。根据生物质和煤的热重数据，得到了不同温度下共热解半焦产率，结果如图2所示。可以看出，在不同温度段共热解半焦产率实验值略高于计算值，这说明白松和烟煤在共热解过程中对固体产物的进一步热解没有明显的协同效应。这是因为白松
面空隙被煤热解析出的挥发分堵住。这一方面导致共热解半焦比表面积的降低，另一方面导致共热解得到的半焦产率大于计算值。当生物质质量分数从75%减少至25%时，半焦产率实验值与计算值之间的差值从0.81个百分点增加到1.07个百分点，说明生物质和煤混合物中煤的比例越大，煤热解所析出的挥发分被生物质半焦吸附的机会也越大，半焦产率实验值比理论值高的越多。2.3催化剂对共热解的影响为了解催化剂对白松木屑和烟煤共热解的影响，在生物质和煤混合物中添加催化剂进行了共热解实验，结果见图3。图3催化剂对生物质和煤混合物共热解的影响(生物质质量分数50%)Fig．3InfluenceofolivineandNiO/olivineonco-pyrolysis(biomassmassratio50%)
【参考文献】：
期刊论文
[1]柠条与低阶煤共热解特性初探[J]. 武彦伟,宫聚辉,邵婷婷,高学艺,王克冰. 生物质化学工程. 2017(02)
[2]生物质与烟煤共热解特性研究[J]. 孙云娟,蒋剑春,徐俊明,李琳娜,戴伟娣,应浩. 太阳能学报. 2011(09)
[3]煤与生物质热重分析及动力学研究[J]. 武宏香,李海滨,赵增立. 燃料化学学报. 2009(05)
[4]生物质混合物与褐煤共热解特性的试验研究[J]. 阎维平,陈吟颖. 动力工程. 2006(06)
博士论文
[1]外循环径向移动床中生物质和煤催化共气化研究[D]. 亚力昆江·吐尔逊.大连理工大学 2015
[2]生物质与煤共热解气化行为特性及动力学研究[D]. 孙云娟.中国林业科学研究院 2013
[3]用于生物质焦油水蒸气重整的橄榄石载镍催化剂的研究[D]. 杨小芹.大连理工大学 2010
[4]生物质催化热解和气化的应用基础研究[D]. 李建芬.华中科技大学 2007
本文编号：3270488
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/xnylw/3270488.html
