生物質(zhì)熱轉(zhuǎn)化過程中氯的遷徙規(guī)律研究.pdf

1、生物質(zhì)能是一種分布廣、資源量豐富的清潔可再生資源，在各種生物質(zhì)能利用轉(zhuǎn)化工藝中，基于其熱解和燃燒的熱化學(xué)轉(zhuǎn)化利用途徑由于具有巨大的產(chǎn)業(yè)化前景而備受重視。但是生物質(zhì)，特別是草本生物質(zhì)大多含有一定量的氯、鉀等無機(jī)雜質(zhì)，在實(shí)際工程應(yīng)用中會(huì)引起污染物排放，沉積和腐蝕等各種問題。隨著生物質(zhì)熱轉(zhuǎn)化技術(shù)的發(fā)展，生物質(zhì)中氯及其相關(guān)氯化物的轉(zhuǎn)化遷徙引起的問題制約了相關(guān)技術(shù)的推廣。本文以我國(guó)典型的稻草秸稈為主要對(duì)象研究，對(duì)氯相關(guān)問題進(jìn)行研究。
　　

2、 生物質(zhì)以及生物質(zhì)燃燒后的氣、固產(chǎn)物中氯含量測(cè)定是生物質(zhì)中氯分布、熱轉(zhuǎn)化規(guī)律和污染控制技術(shù)研究的基礎(chǔ)。本文采用高溫水解法測(cè)定了稻草樣品中的總含氯量，通過浸提試驗(yàn)證明稻草中的氯基本都是水溶性的。本文采用FactSage軟件對(duì)稻草的熱轉(zhuǎn)化過程進(jìn)行模擬計(jì)算，從理論上較全面的研究了稻草熱解和燃燒過程中氯及其相關(guān)化合物的轉(zhuǎn)化遷徙規(guī)律，計(jì)算結(jié)果表明:原料中的Cl以堿金屬氯化物形式存在，在低溫下不析出，在高溫下以氣體KCl和HCl進(jìn)入氣相;氧氣氣氛和

3、原料水分的增加會(huì)促進(jìn)Cl向HCl的轉(zhuǎn)化析出;在高溫情況下堿金屬氯化物可以與硅及水分發(fā)生反應(yīng)形成鉀的硅酸鹽和HCl。本文使用添加KCl的有機(jī)質(zhì)（濾紙）做為?；铮ㄟ^試驗(yàn)管式爐和熱重紅外聯(lián)用等試驗(yàn)分析生物質(zhì)熱解過程中氯的析出機(jī)理，研究結(jié)果表明氯的析出機(jī)理在低溫段和高溫段有較大差異。試驗(yàn)證實(shí)了生物質(zhì)熱解過程在較低溫度條件下氯是以HCl形式析出，發(fā)生的是R-COOH+KCl的反應(yīng)，由于灰成分的催化促進(jìn)作用和KCl附著形式的上的差異，使得低溫階

4、段稻草熱解氯析出率相對(duì)較高;當(dāng)溫度超過700℃，氯析出率均隨溫度升高大幅增加，由于稻草灰分對(duì)KCl的包裹，使得其析出率比?；镄?。本文還通過固定床管式爐試驗(yàn)，結(jié)合XRD和EDS等分析方法，重點(diǎn)研究了溫度、氧化氣氛與燃料含水量對(duì)秸稈燃燒過程中Cl遷徙特性的影響。結(jié)果表明，稻草燃燒過程HCl的析出主要來源于熱解階段的R-COOH+KCl反應(yīng)，氧化氣氛和水分對(duì)該過程影響不大。高溫狀況下析出的氯除HCl之外，主要來源于半焦中的KCl氣化揮發(fā)，隨