寧東紅石灣煤與生物質(zhì)秸稈共熱解特性的研究

1、川II I I I I I I I I I I l l I I I I IY 3 2 8 6 9 1 7單位代碼：1 0 7 4 9學(xué) 號(hào)：1 2 0 1 5 1 3 0 5 6 6寧 夏 大 學(xué)專業(yè)學(xué)位論文寧東紅石灣煤與生物質(zhì)秸稈共熱解特性的研究S t u d yo n C o ．．p y r o l y s i sC h a r a c t e r i s t i c so f H S Wa n d B i o m a s sS t

2、 r a w i nN i n g d o n g學(xué)位 申請(qǐng)人：： 延值指 導(dǎo) 教 師：： 奎壬．熬援合作指導(dǎo)教師： ．直盟主L ．高級(jí)互程垣申請(qǐng)學(xué)位類別：： 王堂亟±專 業(yè) 名 稱： 業(yè)堂王程研 究 方 向．． 堪化王所 在 學(xué) 院：： 絲堂位王堂陵論文完成時(shí)間：： 2 Q ! ．王生主月一一．摘要煤與生物質(zhì)共熱解既可以有效利用生物質(zhì)資源，又可解決由于秸稈燃燒所帶來(lái)的環(huán)境污染問(wèn)題。本文以寧夏寧東礦區(qū)的紅石灣煤與寧夏地區(qū)主要的

3、農(nóng)作物玉米秸稈按不同比例摻混后作為實(shí)驗(yàn)原料，對(duì)其在不同熱解條件下的產(chǎn)物分布進(jìn)行研究，并分析煤與生物質(zhì)共熱解時(shí)協(xié)同作用的影響。通過(guò)熱重分析發(fā)現(xiàn)，隨著升溫速率的增加( 5 ℃·m i n 一、1 0 ℃·m i n - 1 、2 0 ℃·r a i n ～、3 0 ℃- r a i n - 1 ) ，最大失重速率對(duì)應(yīng)的溫度向高溫方向移動(dòng)，出現(xiàn)了熱滯后現(xiàn)象。隨著生物質(zhì)摻混比例的增加，失重率和失重速率逐漸增大，最大

4、失重速率對(duì)應(yīng)的溫度逐漸降低，體現(xiàn)了二者間的協(xié)同作用。在熱重分析的基礎(chǔ)上還建立了煤與生物質(zhì)共熱解的單一反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型，其平均反應(yīng)活化能為3 - 7 9 k J ·m o l - 1 ，生物質(zhì)的加入降低了第三階段的活化能，有利于煤的熱解。利用固定床熱解實(shí)驗(yàn)裝置，考察了煤與生物質(zhì)共熱解過(guò)程中產(chǎn)物的分布情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：煤與生物質(zhì)共熱解產(chǎn)生了協(xié)同作用。( 1 ) 隨著熱解終溫的升高，揮發(fā)分釋放越完全，開(kāi)始熱解溫度逐漸左移，焦油的產(chǎn)率

5、在6 0 0 ℃左右出現(xiàn)最大值，W c 。。I ：W 。i o = 3 ：1 時(shí)焦油產(chǎn)率的協(xié)同作用逐漸減弱，煤熱解時(shí)焦油最大產(chǎn)率為5 ．9 2 ％，w c o 。1 ：W B i 0 = 3 ：l 時(shí)焦油最大產(chǎn)率為1 6 ．8 0 ％：( 2 ) 隨著熱解終溫的升高，熱解氣體產(chǎn)率逐漸增大，其中H 2 和C O 的體積分?jǐn)?shù)逐漸增加，C H 4 、C 0 2 、C 2 H 6 、C 2 H 4 、N 2 的體積分?jǐn)?shù)逐漸減小。w c 。。1

6、：W 昧，= 1 ：1 時(shí)對(duì)熱解氣產(chǎn)率的協(xié)同作用影響增強(qiáng)，W C o a l ：W B i 0= l ：3 時(shí)對(duì)熱解氣產(chǎn)率的協(xié)同作用影響減弱：( 3 ) 在惰性氣氛和還原氣氛下進(jìn)行煤與生物質(zhì)共熱解實(shí)驗(yàn)，結(jié)果顯示H 2 氣氛下熱解時(shí)，焦油的產(chǎn)率和熱解氣的產(chǎn)率明顯比惰性氣氛下高，而煤焦產(chǎn)率則明顯降低。通過(guò)研究煤和生物質(zhì)共熱解特性，二者間確實(shí)存在一定的協(xié)同作用，主要體現(xiàn)在焦油和熱解氣的產(chǎn)率上。煤與生物質(zhì)共熱解一方面可以提高煤的轉(zhuǎn)化率，降低灰分