玉米秸秆水热炭制备及其与城市污泥混合燃烧特性研究

发布时间：2023-03-12 04:45

　　当前一次能源短缺,开发可再生能源尤为重要。我国城市污泥产量高,焚烧能有效处理城市污泥,但城市污泥热值低,燃烧过程中需要添加辅助燃料。生物质作为可再生能源是一种理想的辅助燃料,但未经预处理的生物质原料能源品质低,与城市污泥混合燃烧效果不佳。针对以上问题,本文以玉米秸秆为生物质原料,采用水热法对玉米秸秆进行炭化处理,对水热炭理化特性、水热炭与城市污泥混燃特性及混燃过程中污染物排放特性进行了深入研究,具体如下:采用水热法在不同温度下(200℃,230℃,260℃)制备玉米秸秆水热炭,研究所得水热炭的理化特性及燃烧特性。结果表明:随着温度的升高,所得水热炭质量产率逐渐减小,能量产率在水热温度为230℃时达最高,为63.68%,固定碳含量和热值逐渐增大,挥发分含量及氧含量逐渐降低;水热处理后,样品主要发生脱水、脱羧基、缩合及芳构化反应,水热温度越高,反应越剧烈,水热炭芳香特性越强;随着水热温度的升高,所得水热炭的燃烧曲线向高温区偏移,着火温度不断增大,燃尽温度不断下降,水热温度为230℃时的综合燃烧特性指数最大。玉米秸秆经水热处理后,其理化特性及燃烧特性均得到不同程度改善,适宜作为燃料。采用热重...

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 生物质能概述
    1.3 生物质能利用技术
        1.3.1 水热炭化技术研究现状
    1.4 城市污泥混合燃烧研究现状
        1.4.1 燃烧特性及动力学研究现状
        1.4.2 燃烧污染物排放特性研究现状
    1.5 本文的主要研究内容及路线
第二章 玉米秸秆水热炭化特性研究
    2.1 引言
    2.2 试验样品制备
        2.2.1 玉米秸秆粉末制备
        2.2.2 玉米秸秆水热炭制备
    2.3 试验样品分析方法
        2.3.1 元素分析和工业分析
        2.3.2 高位热值分析
        2.3.3 扫描电子显微镜
        2.3.4 傅里叶红外变换光谱分析
        2.3.5 热重分析试验
        2.3.6 公式与计算
    2.4 结果与讨论
        2.4.1 水热炭基础特性分析
        2.4.2 玉米秸秆水热炭的FTIR分析
        2.4.3 扫描电子显微镜分析
        2.4.4 玉米秸秆水热炭的热重分析
    2.5 本章小结
第三章 城市污泥与玉米秸秆水热炭混合燃烧特性及动力学研究
    3.1 引言
    3.2 试验样品制备
        3.2.1 城市污泥粉末制备
        3.2.2 水热炭制备
        3.2.3 混合样品制备
    3.3 试验设备及方法
        3.3.1 样品分析方法
    3.4 结果与讨论
        3.4.1 城市污泥、玉米秸秆水热炭的燃烧特性分析
        3.4.2 升温速率对燃烧特性的影响
        3.4.3 掺混比对燃烧特性的影响
        3.4.4 燃烧特性分析
        3.4.5 城市污泥与玉米秸秆水热炭混合燃烧中的交互作用
        3.4.6 动力学分析
    3.5 本章小结
第四章 城市污泥掺混玉米秸秆水热炭燃烧污染物排放特性研究
    4.1 引言
    4.2 试验部分
        4.2.1 试验样品制备
        4.2.2 试验设备及方法
        4.2.3 试验数据处理
    4.3 样品燃烧时CO排放特性研究
        4.3.1 掺混比对样品CO排放特性研究
        4.3.2 温度对样品CO排放特性研究
    4.4 样品燃烧时NO排放特性研究
        4.4.1 掺混比对样品燃烧NO排放特性研究
        4.4.2 温度对样品NO排放特性研究
    4.5 样品燃烧时SO₂排放特性研究
        4.5.1 掺混比对样品SO₂排放特性研究
        4.5.2 温度对样品SO₂排放特性研究
    4.6 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 不足与展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况



本文编号：3760972