生物质热解过程中氮转化规律的试验研究

采用TG-FTIR联用技术在氩气氛围下研究稻草、麦秆、杨木3种生物质热解过程中4种主要的含氮组分NH3、HCN、HNCO及NO的释放特性,并考察焦炭-N的产率。结果表明:在所选取的3种生物质热解过程中,4种含氮组分的释放趋势均与TG-DTG曲线一致,热解后期(温度高于500℃)释放较少;不同生物质热解,4种含氮组分的释放规律有较大差异,且相对产量分布不同。3种生物质NH3和HCN的相对产量明显高于HNCO和NO,NH3最高,HCN次之,两者之和占70%以上。随着生物质中H/N质量比的增大,NH3的相对产量增加,HCN的相对产量先增加后减少,HCN/NH3物质的量之比逐渐减小。杨木热解过程中气相氮释放较少,燃料氮81.50%存在于焦炭中,而稻草和麦秆中大部分燃料氮随挥发分析出,焦炭氮产率分别为29.97%和33.45%。     

山东科大生物质热解生产燃料油技术取得重大突破

山东科技大学生物质热解生产燃料油技术取得重大突破,可成功地以木屑、秸秆、稻壳为原料生产液体燃料油从而为新能源利用开辟了一条路,将木屑、秸秆、稻壳等进行快速热解生产液体燃料油,木屑产油率可达65％以上.     

660MW燃煤锅炉掺烧生物质颗粒数值模拟研究

随着“双碳”目标的提出,生物质作为一种绿色零碳的清洁燃料,将迎来历史性的发展机遇。本文通过数值模拟手段研究稻壳、秸秆、木屑三种不同生物质颗粒以不同的粒径和煤粉掺烧,对比分析了不同生物质颗粒和煤粉掺烧时炉膛内生物质颗粒轨迹、停留时间和燃尽率的变化趋势。结果显示：生物质颗粒以10%热量比和煤掺烧,生物质颗粒在炉内有足够的停留时间保证燃尽,整体生物质颗粒燃尽程度较好,并从数值模拟结果中选取4种掺烧生物质工况用于指导设计。     

超细煤粉热解时轻质烃的析出规律

在管式炉中,分别进行程序升温热解,利用气相色谱对热解气中的轻质烃组分进行分析．分析结果表明：在相同热解条件下,轻质烃的热解析出量随着煤种碳化程度的增高而减少；轻质烃热解析出高峰的温度随着煤粉平均粒径((?))的减小而逐渐降低；热解产物轻质烃的主要成分是CH_4,而C_2(C_2H_4、C_2H_6)、C_3(C_3H_6、C_3H_8)和C_4H_(10)的析出量相对很少；超细煤粉热解时,对于轻质烃热解析出总量存在一个最佳临界饱和粒径(d_c)．当(?)＞d_c时,轻质烃热解析出总量随粒径的减小而增大；当(?)≤d_c时,轻质烃热解析出总量随粒径的减小变化不大,趋于饱和．     

超细煤粉快速热解轻质烃释放规律与机理分析

为了更详细地了解超细煤粉在热解时的反应机理,在高温管式沉降炉中,当炉膛温度为1 030℃、1 130℃、1 210℃和1 310℃时对煤粉进行快速热解实验,并测定热解气中轻质烃各组分的释放量。结果表明:随着煤粉粒径的减小,在大多数热解温度下轻质烃中CH_4,C_2(C_2H_2、C_2H_4、C_2H_6)和C_3H_8释放量先增加后减少;低阶煤的轻质烃释放量大于高阶煤;热解气氛对热解产物的释放量影响较大,CO_2气氛下轻质烃各组分的释放量明显小于N_2气氛下。     

稻壳和褐煤热解特性的初步研究

利用TG-DSC联用分析稻壳与褐煤热解过程中热失重规律及吸放热情况,结果发现,稻壳的热失重率较大,共热解失重过程相当于二者单独热失重过程的叠加。通过DSC曲线分析稻壳与褐煤热解过程的吸放热量显示,与二者单独热解过程不同的是共热解在高温热分解阶段须吸收大量的热量。利用气相色谱分析不同温度下稻壳与褐煤热解气体产物各组分比例,并与热失重过程相对应分析气体产物变化规律,结果发现,H2和CH4气体组分变化规律相同;与褐煤热解相比,稻壳热解气体产物中CO气体组分较多。总体而言,共热解产物是二者单独热解产物的简单加和,但共热解过程吸放热量变化却显示二者存在热量交换和相互影响。     

生物质废弃物热解特性的热重分析研究

采用热重分析方法,以氮气为载气,在室温和973K之间,以三种升温速率(10,20,30K/min)对三种生物质废弃物试样(稻秆、稻壳和白松木屑)进行热解实验。确定了起始分解温度D。采用了生物质整体热解分区、生物质化学组分热解分区、活化热解与消极热解分区等三种热解分区方法进行分析。由于三种试样化学成分的差别导致热解特性的差异。得到了三种试样热解动力学参数。     

混合生物质颗粒燃料的燃烧特性

从生物质燃料的灰熔融性和热值两个关键性的特性指标着手,以玉米秸秆和水稻稻壳作为主要原料,用试验优化设计和分析的方法 ,寻求混合生物质颗粒燃料的优化配方,提高混合生物质颗粒的软化温度ST>1 400℃,有效地解决了玉米秸秆颗粒结渣问题。对混合生物质颗粒进行了热重试验研究和燃烧机理、动力学特性分析,结果表明:混合生物质颗粒具有易着火和单峰值热解特性,燃烧性能良好。此研究为改善单一成分生物质燃料的燃烧性能,推广利用生物质能提供指导性建议。     

不同生物质热解特性及动力学的对比研究

通过对稻壳、芒属及蓝藻进行常压热重实验,结果表明:生物质热解过程可以分为4个阶段,干燥失水、预热解、快速热解、缓慢热解.由于组成成分的差异,蓝藻的快速热解段相对稻壳及芒属相对较低.比较了热解综合特性指数大小:蓝藻＞芒属＞稻壳,即蓝藻的热解稳定性相对较差,稻壳的热解稳定性较好.用Coats-Redfern方法计算样品的热...     

生物质微米原料快速气化试验研究

以木屑和稻壳为试验原料,针对生物质气化热解技术开展研究。实验结果表明,CO、H_2、CH_4等是组成合成气的主要有效成分;反应终温对气化热解反应的结果影响较大。当反应终温从700℃上升至900℃时,合成气产率提升了39. 6%;原料含水率对合成气的组分构成也有影响,含水率越高,H_2占比越小,同时无效热值气体CO_2含量占比上升。     

生物质固定床热解特性的试验研究与分析

对稻杆、稻壳、木屑在固定床热解反应器内的热解特性进行研究,考察热解反应温度和生物质种类对热解特性的影响,分析了热解产物的性质。结果表明,三种原料热解气的热值在１２０００￣１５０００ｋＪ／Ｎｍ＾３之间,可满足民用煤气的热值要求;产气率一般为０．２５￣０．４５Ｎｍ＾３／ｋｇ,其中稻壳的产气率最低;温度对热解产气率、生物油产率的影响很大,对热解气组份、热值、气流率及半焦产率影响也较显著;生物油的特性数据     

稻壳连续热解特性研究

在自行研制的生物质连续热解反应装置上进行稻壳连续热解和二次裂解实验研究。随着稻壳热解温度的提高,炭产率降低,气体产率增加,液体产率先增加后减少;随着滞留时间的减少,炭产率、液体产率增加,气体产率减少。稻壳热解气以CO2和CO为主,且二者为竞争关系,热解温度提高,CO2产量降低,CH4、H2、C2H4、C2H6产量增加,CO的产率变化不大;滞留时间对热解气组分影响不大。二次裂解温度提高,裂解气中的H2、CH4、C2H4含量明显增加,二次裂解温度为800℃时,H2产率达到12%。稻壳500℃热解挥发物600℃二次裂解木醋液中醋酸含量高达49.44%,焦油中检测到的物质主要为丙酮和异丙醇。     

酸洗预处理对生物质热解焦物理化学特性的影响

选用松木、杨木、玉米秸秆和稻壳4种生物质为原料,采用3%（体积分数）乙酸溶液进行洗涤除灰后,进行快速热解实验,对比研究酸洗预处理对4种生物质热解焦物理化学特性的影响。结果表明：乙酸酸洗可有效去除松木、杨木、玉米秸秆和稻壳灰分中的大部分无机元素,从而促进热解过程中挥发分的释放、显著改善热解焦的表面化学特性。酸洗可促进热解焦孔隙结构的形成,提高比表面积和总孔容积,但会使平均孔径减小,这表明酸洗主要提高微孔率,对微孔的形成有较大的促进作用。同时,酸洗使得更多的含氧官能团保留在生物质热解焦表面,这种影响对玉米秸秆和稻壳尤为明显。气化焦油的吸附实验结果表明酸洗后热解焦的吸附能力有所增加。     

整包秸秆微波热解的试验研究

使用自制的微波热重分析装置,对压缩打包后的小麦和玉米秸秆进行了微波热解试验,考察了微波辐射下秸秆的热解特性和影响因素.使用气相色谱对气体产物进行了定性定量分析,考察了气体的热值,并与常规热解得到的气体产物进行了比较.结果表明:秸秆的微波热解过程可以划分为干燥、预热解、挥发份大量析出和炭化等4个阶段,物料种类和微波功率对热解过程具有重要影响.热解气体产物中主要成分为氢气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷等.较高的氢气含量预示着秸秆微波热解可以用来生产富氢燃气,研究结果为生物质微波热解的工业应用提供了基础性数据.     

煤与生物质混烧时NO_x排放特性的实验研究

叙述了将稻壳、麦秆、松木屑3种生物质,分别与阳泉煤掺烧时,不同掺混比与过量空气系数对NOx排放规律的影响。指出,在低含O2量区,无论单煤还是混合燃料,NOx浓度均随烟气中的含O2量增加而增大;不同燃料NOx浓度增长速度的快慢,随烟气中的含O2量增加有所不同;在高含O2量区,混合燃料NOx的排放量随烟气中含O2量的增加而降低;生物质与煤掺混对NOx排放规律的影响不明显,燃烧过程中NOx的排放受生物质本身的含N量、煤种以及燃烧方式的影响较大。     

生物质流化床热裂解参数对产物分布的影响研究

以稻壳为原料,在自制的小型流化床上,研究了生物质快速热解反应温度、物料尺寸、惰性气体(N2)流量对生物油产率的影响。结果表明稻壳在反应温度500℃、氮气流量2 m3/h、颗粒为0.64 mm时,生物油产率最高52.87%。同时对玉米芯、龙须菜和绿菜在稻壳产油率最高的工况下进行了热解试验,结果表明稻壳和玉米芯生物油产率高于龙须菜和绿菜,就产炭率来说则龙须菜和绿菜明显高于稻壳和玉米芯。     

生物质热解的TGA-FTIR分析

基于TGA-FTIR联用技术,在线分析研究稻壳、稻秆及麦秆3种典型生物质在不同升温速率下的热解特性.分析生物质种类及升温速率对生物质的热解动力学参数及热解产物的影响.研究表明:由于生物质组成不同,其热失重特性也不同,生物质热解反应的活化能较低,为40～60 kJ·mol-1;红外分析表明试验用生物质热解过程中产物的析出规律相似,热解初始阶段先析出游离水,随后发生解聚和脱水反应,生成各种烃类、醇类、醛类和酸类等物质.随后,这些大分子物质又二次降解为一氧化碳为主的气体产物.     

掺混比例对生物质和煤流化床共气化特性影响的试验研究

采用新型床料在鼓泡流化床中进行了2种典型的木本和草本生物质与烟煤的空气-水蒸气气化试验,研究了生物质掺混比例对燃气组分和热值、气化效率及碳转化率等参数的影响规律.结果表明:当松木屑的掺混比例从0%增大到100%时,H2和CO的体积含量分别增加了4.6%和4.4%,CO2的体积含量减少了3%,CH4和CnHm的含量也有所增加;当稻秸的掺混比例从0%增大到100%时,CO的体积含量先从25.8%上升至27.5%,再下降至25.3%,其他燃气组分的变化趋势与松木屑和煤气化的相类似;随着生物质掺混比例的增加,2种生物质和煤共气化的气化效率和碳转化率均有所提高,且在共气化过程中存在协同效应.     

Pyrolysis analysis of different Cuban natural fibres by TGA and GC/FTIR

In this work, the pyrolysis of different Cuban biomass such as: sugar cane bagasse, coffee, residue of tobacco and sawdust of pine has been studied. The pyrolysis was carried out at different temperatures in a small furnace placed at the injection port of a gas chromatograph coupled to a Fourier transform infrared spectrometer (Py-GC/FTIR). Thermogravimetric analysis (TGA) was also carried out using a thermobalance. For tobacco residue, pyrolysis yield of charcoal and liquid products decreases with pyrolysis temperature (300–600 °C). When the pyrolysis is carried out at 300 °C charcoal yield is similar for tobacco residue, sawdust of pine and husk of coffee (≈40%) while for husk of coffee and sugar cane bagasse the charcoal yield is lower but the yield of the liquid product is higher.     

生物质热解气化制取氢气

该文对生物质的热化学方法(主要是气化和热解)制取氢气进行了归纳总结，在此基础上研究了用热解方法从生物质原料中制取氢气的技术路线并介绍了催化制氢的实验室研究结果。研究的结果表明：催化剂的添加对热解过程的最终产品气及富氢气体的产率有影响；催化剂的负荷量对富氢气体的产率有显著影响，其值存在一个优化范围；同样的催化剂对稻杆和锯末热解获得的富氢气体的产率影响不同。