生物质与塑料共气化过程中碱金属迁移特性研究

发布时间：2023-03-29 02:20

　　生物质气化是一种先进的生物质能转换方式，但对秸秆类生物质进行气化时，所产燃气热值较低，若将塑料与生物质混合共气化可有效提高燃气热值并加强废物的能源化利用。但秸秆类生物质中富含大量易挥发的碱金属，在促进气化的同时会造成聚团、沉积、高温腐蚀等问题。而这些问题的产生与气化过程中碱金属的释放形式及迁移转化规律有着密切联系，因此有必要对其开展系统性研究。 本文采用HSC5.0化学热力学平衡软件对生物质与塑料共气化过程中碱金属迁移转化规律分析预测。结果表明：生物质与塑料PE共气化过程中，气态产物为碱金属氯化物，固态产物以K₂OSiO₂、KAlSiO4为主，将气化温度控制在700℃时，碱金属氯化物释放平衡浓度最低为0.01mol%，固态产物平衡浓度达5.3mol%。 以热力学平衡分析为理论依据，利用固定床实验系统并结合X射线衍射、扫描电子显微电镜能谱分析技术对生物质与塑料混合燃料在不同温度及混合比条件下共气化过程中碱金属的迁移特性进行研究。结果表明：碱金属的释放率随着温度的升高而增大，主要以碱金属氯化物形式析出释放，气化温度达800℃以上时，灰中则主要以碱...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景
    1.2 生物质能开发与利用现状
    1.3 生物质气化技术及其研究现状
    1.4 生物质利用过程中存在的碱金属问题
    1.5 课题研究内容及意义
第2章 生物质及塑料气化过程中碱金属与氯迁移特性的研究进展
    2.1 生物质气化过程中碱金属迁移特性的研究进展
    2.2 塑料气化过程中氯元素的迁移特性研究进展
第3章 生物质与塑料共气化过程中碱金属迁移化学热力学平衡分析
    3.1 化学热力学平衡
        3.1.1 化学热力学平衡分析的基本原理及计算条件
        3.1.2 原料中各元素的质量分数
    3.2 生物质气化化学热力学平衡分析
    3.3 生物质与塑料共气化过程中化学热力学平衡分析
        3.3.1 水稻秸秆与塑料 PE/PVC 共气化过程中碱金属迁移转化规律
        3.3.2 玉米秸秆与塑料 PE/PVC 共气化过程中碱金属迁移转化规律
    3.4 化学热力学平衡预测的局限性
    3.5 本章小结
第4章 生物质与塑料共气化过程中碱金属迁移特性的实验研究
    4.1 概述
    4.2 实验原料
        4.2.1 原料的选取和制备
        4.2.2 原料的工业分析与元素分析
    4.3 实验装置简介
    4.4 实验结果与分析
        4.4.1 生物质气化过程中碱金属迁移特性
        4.4.2 不同种类生物质与塑料 PE 共气化过程中碱金属迁移特性
        4.4.3 不同种类塑料与玉米秸秆共气化过程中碱金属迁移特性
    4.5 本章小结
第5章 生物质与塑料共气化过程中碱金属释放率的灰色关联分析
    5.1 灰色关联分析原理
    5.2 碱金属钾钠元素释放率灰色关联分析
        5.2.1 钾释放率的灰色关联分析
        5.2.2 钠释放率的灰色关联分析
结论
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表(含录用)的学术论文



本文编号：3773790