生物質(zhì)快速熱解特性試驗研究.pdf

1、生物質(zhì)能源的開發(fā)和利用是緩解我國能源和環(huán)境壓力，建立可持續(xù)發(fā)展能源系統(tǒng)的有效措施，其中生物質(zhì)快速熱解技術(shù)是生物質(zhì)應(yīng)用的途徑之一，并且為生物質(zhì)再燃降低NOx技術(shù)提供理論依據(jù)。本文建設(shè)了一維恒溫沉降爐試驗臺，對稻殼、秸稈、木屑和一種煙煤在氮氣氛圍下進(jìn)行了快速熱解試驗，研究物料種類、熱解溫度、顆粒粒徑和停留時間對熱解氣體產(chǎn)物組分和氣固相產(chǎn)率的影響規(guī)律，對熱解固體產(chǎn)物焦炭進(jìn)行孔隙結(jié)構(gòu)研究，同時對熱解動力學(xué)參數(shù)進(jìn)行了研究。
　　采用GASB

2、OARD-9151煤氣成分分析儀、氣相色譜儀（GC6890）和便攜式FTIR（GASMETDX-4000）分析了熱解氣體成分。在快速熱解時，四種物料快速熱解氣體成分主要為CO、CO2、H2、CH4，而C2H4、C2H6、HCN、COS的含量較少。在相同的熱解條件下，生物質(zhì)快速熱解產(chǎn)物CO濃度最高，而煙煤熱解H2濃度最高；隨熱解溫度升高，升溫速率增加，熱解所需時間縮短，氣體產(chǎn)率增加，焦炭產(chǎn)率減少，氣體組分中CO、H2的濃度升高，相反，CO

3、2、CH4濃度降低；木屑在1273K熱解時，隨粒徑的減小，升溫速率增加，CnHm、CO2的濃度增加，而CO濃度減?。浑S熱解停留時間的延長，熱解氣體產(chǎn)物組分濃度不斷發(fā)生變化，當(dāng)其達(dá)到平衡時，熱解過程結(jié)束。
　　在恒溫沉降爐獲得快速熱解條件下不同溫度和不同物料的焦炭試樣，采用美國Quantachiome公司AUTOSORB-1-C全自動比表面積及孔隙度分析儀測定低溫吸附等溫線，通過分析低溫氮吸附等溫線形態(tài)、計算焦炭比表面積和孔容積等孔

4、結(jié)構(gòu)參數(shù)及焦炭表面結(jié)構(gòu)的分形分析，研究快速熱解焦炭孔隙結(jié)構(gòu)的變化規(guī)律，為進(jìn)一步研究生物質(zhì)、焦炭的反應(yīng)過程和反應(yīng)特性奠定基礎(chǔ)。試驗條件下，隨熱解溫度升高，焦炭的BET比表面積和總孔體積呈現(xiàn)增大趨勢，焦炭表面分形維數(shù)增加；相同的熱解條件下，生物質(zhì)焦炭的BET比表面積、總孔體積明顯大于煙煤焦炭，生物質(zhì)焦炭表面分形維數(shù)大于煙煤焦炭。試驗表明，生物質(zhì)熱解焦炭的孔隙結(jié)構(gòu)趨于復(fù)雜，反應(yīng)活性有所增加。研究結(jié)果為進(jìn)一步分析生物質(zhì)再燃還原NOx特性提供參考