用于混合氣化的生物質烘焙預處理的實驗研究.pdf

1、隨著我國經濟的持續(xù)快速發(fā)展,能源需求量日益增加;但是化石能源的廣泛應用造成了日益嚴重的環(huán)境問題,而且其儲量也有限。生物質能是CO2中性的可再生清潔能源,每年的產量巨大。然而生物質的利用存在著收集運輸和儲存成本高,磨粉能耗大等缺點。生物質烘焙預處理是一種能夠顯著改善生物質磨粉性能,提高生物質能量密度和儲存性能,降低生物質運輸儲存成本的合理有效的方法。生物質與煤混合氣化不僅有利于生物質的規(guī)模化利用,而且更夠改善煤的氣化特性。
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2、首先對生物質能源的特點、轉化利用技術、生物質能利用的情況和政策,生物質利用的預處理方式以及混合氣化的研究情況進行了總結。接著對農業(yè)生物質秸稈進行了烘焙預處理研究。在固定床實驗臺進行了四種典型的農業(yè)生物質秸稈N2氛圍下的烘焙預處理試驗,終溫為200℃、250℃、300℃,加熱時間均為30min。熱解得到的固體半焦產物能量密度顯著提高,對比原始的生物質其可磨性得到明顯改善,并且具有了疏水性,便于儲存運輸和磨粉用于氣流床氣化。熱解氣體產物以C

3、O2、CO為主還有少量CH4,并對氣體的產生進行了動力學分析。液體產物主要是水分和焦油。隨著熱解溫度升高,液體產物和氣體產物量均增加,固體焦的質量產率和能量產率都下降。然后分析烘焙預處理的可行性。測量了烘焙預處理產生半焦的熱值,求得了預處理過程的能量產率。雖然半焦的熱值隨烘焙溫度的升高而增加,但是其能量產率卻下降。生物質在烘焙過程中的吸熱量很小,可以有自身的部分燃燒來提供。對250℃,30min條件下的烘焙過程;從固體能量產率、原始生物

4、質和烘焙的固體產物運輸儲存成本、研磨能耗對比等方面衡量了烘焙預處理的可行性。發(fā)現烘焙預處理技術相對未經預處理的有競爭力。最后研究了生物質半焦與煤在CO2作為氣化劑的氣化特性。分別對生物質半焦、神府煤、以及兩者按質量1:1的混合物在耐馳熱重上以溫速率為20℃/min從35℃升溫至1200℃進行了氣化實驗。生物質半焦單獨氣化反應性比神府煤要好。混合氣化反應均好于單獨燃料的氣化反應?；旌蠚饣磻圆粌H與生物質種類有關,而且與熱解預處理溫度有關