生物質(zhì)熱解炭化實驗研究.pdf

1、在能源緊缺與環(huán)境污染的雙重壓力下，生物質(zhì)能的開發(fā)利用受到人們的廣泛關(guān)注。生物質(zhì)能雖有著其它可再生能源無法比擬的優(yōu)勢，但也存在資源分散、易腐爛、能量密度低、不易運輸存儲以及產(chǎn)量季節(jié)性等問題。如何低成本、高效率地利用生物質(zhì)能是目前研究的熱點。生物質(zhì)熱解炭化作為一種生物質(zhì)能高效利用技術(shù)能將生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為固體熱解炭、可燃燃?xì)饧耙后w生物質(zhì)油三種高品位能源，并且容易實現(xiàn)連續(xù)化、工業(yè)化生產(chǎn)，是目前生物質(zhì)利用領(lǐng)域的前沿技術(shù)之一。本文對木屑、稻殼、皮革下腳

2、料三種生物質(zhì)原料的熱解炭化特性進(jìn)行了研究。
　　本文首先對三種生物質(zhì)原料的工業(yè)分析成分、元素分析成分、發(fā)熱量進(jìn)行了測定，然后利用熱重和傅立葉紅外光譜聯(lián)用技術(shù)(TG-FTIR)在氮氣氣氛下對不同升溫速率下生物質(zhì)原料熱解特性進(jìn)行了實驗研究。結(jié)果表明，三種生物質(zhì)原料都有揮發(fā)分含量較高、熱值較低的特點；在5~50℃/min范圍內(nèi)，升溫速率對三種生物質(zhì)原料熱解總失重率影響不大。以熱重實驗得到的數(shù)據(jù)，本文采用Kissinger的微分法求得了三

3、種生物質(zhì)的表觀動力學(xué)參數(shù)，計算結(jié)果表明皮革下腳料的活化能最高，為82.7049kJ/mol，稻殼和木屑的活化能分別為42.1915 kJ/mol和64.9366kJ/mol，這說明三種生物質(zhì)原料的活化能都較低，反應(yīng)活性較高。
　　以前述研究為基礎(chǔ)，本文在自行搭建的固定床實驗臺上對三種原料在氮氣氣氛下的熱解炭化特性進(jìn)行了實驗研究。研究結(jié)果表明，三種原料熱解炭化得到的熱解炭中木屑炭的質(zhì)量最好。熱解終溫為800℃時，木屑炭產(chǎn)率為29.9

4、％，固定碳含量可達(dá)到75.89%，灰分含量為16.35%；稻殼炭產(chǎn)率為32%，其中灰分含量為28.94%，固定碳含量為64.52%，質(zhì)量較差；皮革下腳料熱解炭產(chǎn)率為33.8%，其灰分含量最高，達(dá)到65.02%，固定碳含量僅為30.67%，且由于皮革下腳料熱解炭中含有鉻，再利用比較困難。
　　最后本文在流化床中試實驗臺上對木屑的熱解炭化特性進(jìn)行了實驗研究。由于皮革下腳料熱解炭難以利用，本文對皮革下腳料進(jìn)行了直接燃燒實驗。結(jié)果表明：以