生物質(zhì)流化床氣化的實(shí)驗(yàn)研究與量化分析.pdf

1、生物質(zhì)氣化發(fā)電是生物質(zhì)能眾多利用形式中常用的高效技術(shù)之一，流化床技術(shù)因其原料適應(yīng)性強(qiáng)、傳熱效率高等特點(diǎn)，適合規(guī)模化氣化項(xiàng)目。本文通過流化床氣化實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行了水蒸氣氣化實(shí)驗(yàn)，通過TG-FTIR聯(lián)用儀進(jìn)行了熱重實(shí)驗(yàn)，并利用量子化學(xué)計(jì)算方法探究木質(zhì)素模型化合物的熱解機(jī)理和金屬離子的影響規(guī)律。
　　首先，在自主搭建的流化床氣化實(shí)驗(yàn)臺(tái)架上的一系列氣化實(shí)驗(yàn)表明，氫氣含量、氣化效率、焦油去除量均和氣化溫度及蒸氣與生物質(zhì)的質(zhì)量配比（S/B）呈正相關(guān)

2、，且焦油中甲苯、苯乙烯和苯酚等組分受氣化條件影響顯著。白云石催化效率最高，但相比于石英砂與白云石，橄欖石因兼具催化性和耐磨性而更適用于流化床氣化爐。當(dāng)氣化溫度為800℃，S/B為0.9，采用橄欖石為床料時(shí)，實(shí)驗(yàn)中可得含氫量34%的中熱值氣體，并且焦油含量低于20g/m3。
　　其次，通過對(duì)棉稈樣品分別做水洗和酸洗的預(yù)處理，并利用TG-FTIR聯(lián)用技術(shù)進(jìn)行熱重分析。研究表明棉稈熱解過程分為活化熱解區(qū)和消極熱解區(qū)。堿金屬及堿土金屬可以

3、通過改變棉稈樣品的活化能，促進(jìn)熱解反應(yīng)的進(jìn)行，而且對(duì)棉稈的揮發(fā)析出特性有較大改善，能有效減少大分子可凝氣的產(chǎn)生。
　　最后采用量子化學(xué)軟件 Gaussian，通過密度泛函理論（DFT）中B3LYP/6-31G(d)基組計(jì)算分析了木質(zhì)素模型化合物苯乙基苯基醚的八條可能反應(yīng)路徑，并對(duì)其進(jìn)行熱力學(xué)分析和勢能面分析，得到了木質(zhì)素模型化合物裂解過程的主要斷鍵過程及反應(yīng)勢壘，并以絡(luò)合物形式探究了金屬離子Mg2+在三條主要反應(yīng)路徑中的影響，其可