生物質(zhì)三組分熱解試驗(yàn)研究.pdf

1、生物質(zhì)的熱解行為可以認(rèn)為是構(gòu)成其三種主要組分（木質(zhì)素、纖維素和半纖維素）的綜合體現(xiàn)，對三組分分別進(jìn)行熱解試驗(yàn)研究可從源頭了解生物質(zhì)原料的熱解特性，進(jìn)而提升生物質(zhì)熱解產(chǎn)物的品質(zhì)。本文利用管式爐熱解裝置對生物質(zhì)三組分進(jìn)行了熱解制備焦炭、生物油和熱解氣的試驗(yàn)研究，考察了熱解溫度對三組分各態(tài)產(chǎn)物產(chǎn)率及其品質(zhì)的影響，并對三組分熱解產(chǎn)物分布及性質(zhì)進(jìn)行了對比分析。具體內(nèi)容如下:
　　(1)對生物質(zhì)三組分原料進(jìn)行基礎(chǔ)分析，并控制不同的熱解溫度(3

2、00℃、400℃、450℃、500℃、550℃、600℃和700℃)對生物質(zhì)三組分進(jìn)行熱解試驗(yàn)。
　　(2)考察了不同熱解溫度下三組分熱解焦炭的產(chǎn)率及其性質(zhì)的變化趨勢，結(jié)果表明:隨著熱解溫度的升高，木質(zhì)素、纖維素和半纖維素?zé)峤饨固康漠a(chǎn)率分別從72.94％、69.09％和58.26％降至39.79％、12.27％和21.34％;三組分焦炭的揮發(fā)分含量均不斷下降，固定碳含量均不斷升高，三組分500℃熱解焦炭的燃燒性能均最佳;木質(zhì)素60

3、0℃熱解焦炭的孔隙結(jié)構(gòu)最發(fā)達(dá)、比表面積和碘吸附值最大，纖維素和半纖維素500℃熱解焦炭的孔隙結(jié)構(gòu)均最發(fā)達(dá)、比表面積和碘吸附值均最大。
　　(3)考察了不同熱解溫度下三組分生物油的產(chǎn)率及其成分的變化趨勢，結(jié)果表明:隨著熱解溫度的升高，三組分生物油的產(chǎn)率均先升高后下降，木質(zhì)素、纖維素和半纖維素?zé)峤馍镉偷漠a(chǎn)率分別在600℃、500℃和450℃達(dá)到各自的最大值(39.73％、64.70％和41.44％);木質(zhì)素生物油以酚類物質(zhì)為主，其含

4、量在600℃時(shí)達(dá)到最大且種類最多;纖維素生物油主要成分為糖類、呋喃類和酮類化合物，隨著熱解溫度的升高，糖類及其衍生化合物的含量不斷降低，酮類化合物的含量顯著升高，呋喃類化合物的含量變化不大;半纖維素生物油主要成分為酸類和酮類化合物，隨著熱解溫度的升高，酸類化合物的含量先降低后基本穩(wěn)定，酮類化合物的含量顯著升高。
　　(4)考察了不同熱解溫度下三組分熱解氣的產(chǎn)率及其成分的變化趨勢，結(jié)果表明:隨著熱解溫度的升高，木質(zhì)素、纖維素和半纖維

5、素?zé)峤鈿獾漠a(chǎn)率分別從8.93％、5.37％和13.12％升高至28.09％、39.96％和46.04％;木質(zhì)素?zé)峤鈿獾闹饕煞譃镃O2、 CO和CH4，隨著熱解溫度的升高，熱解氣中CO2的含量迅速減少，CO含量先下降后升高，CH4含量明顯升高，木質(zhì)素在450℃以上熱解氣的主導(dǎo)成分為CH4;纖維素?zé)峤鈿獾闹饕煞譃镃O2和CO，隨著熱解溫度的升高，熱解氣中CO2的含量迅速減少，CO含量先升高后降低，纖維素在450℃以上熱解氣的主導(dǎo)成分為C

6、O;半纖維素?zé)峤鈿獾闹饕煞譃镃O2和CO，隨著熱解溫度的升高，熱解氣中CO2的含量迅速減少，CO的含量先升高后降低。
　　(5)對不同熱解溫度下三組分熱解產(chǎn)物分布及其性質(zhì)進(jìn)行對比分析，結(jié)果表明:在三組分中，木質(zhì)素、纖維素和半纖維素分別對焦炭、生物油和熱解氣的生成貢獻(xiàn)最大;木質(zhì)素焦炭最適宜作為低灰的燃料炭，纖維素焦炭最適宜作為點(diǎn)火燃料炭，且其焦炭的吸附性能最強(qiáng);半纖維素對CO2的生成貢獻(xiàn)最大，木質(zhì)素對CO的生成貢獻(xiàn)最小，但對CH4