生物质热解制煤气的动力学研究

动力学研究对于热解和气化系统的优化设计和良好的控制都是非常重要的。该文在综述国内外文献的基础上，建立一个全面的描述固定床高温热解系统的动力学模型，模型考虑了下列几个基本步骤：新鲜生物质热解产生一次产品(焦油、煤气和半焦)；一次焦油分解成二次产品；一次焦碳与煤气发生反应。利用上述模型对固定床热解系统进行了计算，结果表明本模型比其他动力学模型更能精确地描述固定床热解系统的动力学过程。     

生物质气化过程中热解焦油的生成及其均相转化机理

以两段式下吸气化炉焦油的衍化规律为背景对焦油的生成规律、均相转化过程中芳烃环的形成及增长机制等进行了阐述和总结。阐述了纤维素、半纤维素、木质素的热解特性及主要热解产物的生成规律,并与稻秆在200～500℃热解实验中检测得到的焦油成分进行了对比分析,两者结果基本一致。主要从官能团衍化角度分析了不同种类初级焦油的均相转化机理,阐述了单环芳香烃生成、单环向多环芳香烃转化及多环芳烃进一步聚合转化过程中的脱氢环化、脱氢加乙炔、氢转移、异构化及苯酚转化等机制。基于已有转化机理,初步构建了焦油均相转化路径图。     

热解温度对依兰煤热解特性的影响分析

本论文在处理量为2.5 kg/h的热解实验装置上,分别以两种烟煤和一种油页岩为原料,考察了热解温度对热解产物产率、组成和性质的影响规律。实验结果表明,当反应温度分别为481℃、514℃、519℃时,六级煤、油页岩、造气入炉煤的焦油产率依次达到最高,产率分别为13.58%、12.54%、4.23%;在实验温度范围内,随着温度的升高,气体产率不断增加,且气体组分不断变化。     

煤的理化性质对生物质和煤共热解焦油性质的影响

将木屑分别与黑山煤、神木煤以不同比例掺混,利用自制热解干馏炉进行共热解实验。比较木屑的添加对共热解焦油、水和轻质焦油产率的不同影响,结合煤和生物质的热重分析结果与煤的13C核磁共振分析表征,探讨煤的结构、煤和生物质的热化学反应特性,对共热解焦油产率和品质的作用机理。结果表明:在一定配比范围内,木屑和煤之间的交互作用明显提高了共热解焦油中轻质组分的产率,同时热解水产率低于计算值;轻质焦油中的脂肪烃组分主要由木屑和煤热解产生的烷基自由基相互化合生成;煤热解产生的芳烃类自由基由于与生物质热解产生的羟基自由基生成杂酚化合物,从而抑制了热解水的生成。     

裂解温度对生物质热解焦油成分的影响

以锯末粉体为生物质热解焦油研究对象,研究了热解温度对焦油产量和焦油化学成分的影响规律,结果表明,热解温度为500℃时,生物质热解产生的焦油量最大,温度过高或过低都有利于焦油的减少。不同热解温度下,焦油中碳氢化合物的成分主要是芳香烃和少量的脂肪烃,含氧化合物主要是苯酚及其烷基衍生物,含氮化合物主要是吡啶、吡咯及其烷基衍生物等杂环化合物。     

生物质热解液化工艺及其影响因素

介绍了生物质的特点及生物质快速热解液化技术的一般工艺流程.综述了生物质热解过程中,反应温度、滞留时间、升温速率、反应压力、灰分、组成成分、分子结构、粒径和颗粒形状等条件对生物质热解及其产物组成和特性的影响,指出了生物质热解的技术关键.     

生物质热解炭化的关键影响因素分析

随着能源消耗需求的增加,气候变化对环境的不利影响等问题的出现,生物质热解炭化技术作为发展可再生能源的重要措施,得到世界范围内越来越多的关注。文章综合分析了生物质原料(种类、粒径、全水分)、热解反应参数(热解温度、升温速率、热解压力、反应气氛、反应时间)以及催化剂等因素对热解炭化过程及产物生物炭的影响,认为目前的热解炭化技术在合理选择工艺参数、能源消耗等方面的研究还不够深入,并提出了相关建议,以期为热解炭化技术的产业化发展提供思路。     

纤维素类生物质热解影响因素分析

阐述了生物质的特点及其热解的定义和热解机理,生物质通过热解技术可获得木炭、生物油和可燃气,均具有较高发热量,其能量密度比原有机物大5倍-10倍。在生物质热解过程中,反应温度、升温速率、物料特性（种类、分子结构、粒径和颗粒形状等）、滞留时间、反应压力等条件对其气体产物分布的组成和特性具有重要的影响,指出了生物质热解的技术关键。     

城市垃圾在回转窑中热解：热解焦油特性研究

利用自行设计制造的外热式回转窑以ＰＥ塑料、废轮胎和木块为试验物料进行了一系列热解试验。对热解焦油进行了旋分分析,元素分析和ＧＣ－ＭＳ分析。考察了热解终温对焦油产量、焦油族分及Ｃ、Ｈ等元素的含量的影响,并对ＰＥ塑料的热解焦油的化合物组成进行了分析,研究表明,在试验温度范围内,热解终温对试验物料的焦油产量和焦油族分有明显影响;ＰＥ塑料和废轮胎焦油的Ｃ／Ｈ原子比为０．４２－０．８２,具有较好的加工性能,     

运行和设计参数对生物质热解制取燃料气的影响

传统的用来生产工业和民用中等热值气体的生物质热解过程面临着两个缺点，即产气率低和高含量的气相焦油蒸汽引起的下游设备的腐蚀．为克服这些缺点，在保证热解气热值几乎不变的条件下，在实验室内的一套热解系统中研究了运行和设计参数对生物质热解过程的影响．研究的参数包括反应温度、挥发相在热解炉中的停留时间、生物质原料颗粒的预处理、外部加热炉的加热速率和热解炉的热质传递能力．此外，本文还研究了一个独立的裂解炉的运行温度和热解炉的几何形状对燃料气生产的影响．结果表明，上述参数对生物质热解气的产率是敏感的，而且热解气的热值始终在13～15MJ／m^3之间变化．这一热值确保热解气可以较好地用作燃气轮机的动力燃料或炊事燃料．     

TG-MS联用研究生物质的热解特性

采用TG-MG技术研究稻秆、稻壳和玉米芯的热解特性。采用活化热解区与消极热解区法、热解特性指数法分析了3种生物质的热解特性,质谱分析重点关注热解过程中不凝性气体和焦油产物的形成。结果表明:(1)含木质素较低的秸秆类生物质在消极区的热解不活跃;在同升温速率下,3种生物质的热解难易程度为:玉米秆玉米芯稻秆;(2)含氧气体量大大高于烃类和H2,H2O是所有试样中的主要产物;在相同实验条件下,稻秆热解生成H2O最多,而生成焦油量最少;而玉米秆和玉米芯生成少量H2O和大量焦油;对于不可凝性气体产物,CO和CO2是主要的气体产物,而H2和CH4只占小部分;(3)焦油的主要产物为苯、甲苯和苯酚,除苯在550℃后还有析出外,其余芳香烃产物的析出范围均为300℃~550℃。     

催化剂粒径与质量对生物质热解焦油催化裂化反应的影响

针对催化裂化条件对生物质热解焦油处理的影响,以秸秆热解产生的焦油为原料,在固定床焦油催化裂化反应试验台上研究了催化剂作用下焦油催化裂化的过程,并对催化剂粒径和质量等参数对焦油转化效果和催化裂化产物的影响进行了分析．结果表明：减小催化剂的粒径或者增加催化剂质量能促进燃气中高热值大分子气体转化为低热值的小分子轻质气体,从而有效促进焦油裂化,提高燃气产率,降低燃气热值．     

生物质焦油净化方法研究进展

生物质焦油是阻碍生物质热化学转化技术发展的瓶颈问题。概括了近年来生物质焦油净化方法的研究进展,分析了这些方法的主要特点,其中包括较少关注的部分氧化法和等离子体法,并对相关的实验和工艺流程进行了描述;最后对各种净化方法进行了综合评价,指出了有待进一步研究的问题。     

Fixed-Bed Pyrolysis of Hazelnut (Corylus Avellana L.) Bagasse: Influence of Pyrolysis Parameters on Product Yields

Fixed-bed slow pyrolysis experiments have been conducted on a sample of hazelnut bagasse to determine particularly the effects of pyrolysis temperature, heating rate, particle size and sweep gas flow rate on the pyrolysis product yields. The temperature of pyrolysis, heating rate, particle size and sweep gas flow rate were varied in the ranges 350–550° C, 10 and 50° C/min, 0.224–1.800 mm and 50–200 cm³/min, respectively. Under the various pyrolysis conditions applied in the experimental studies, the obtained char, liquid, and gas yield values ranged between 26 and 35 wt%, 23 and 34.40 wt%, and 25 and 32 wt%, respectively. The maximum biooil yield of 34.40% was obtained at the final pyrolysis temperature of 500°C, with a heating rate of 10° C/min, particle size range of 0.425–0.600 mm and a sweep gas flow rate of 150 cm³/min.     

生物质热燃气多孔介质直燃机理与脱焦特性研究

为研究含焦油的生物质热燃气在多孔介质中的燃烧机理与焦油燃烧脱除特性,采用固相实体颗粒堆积法模拟多孔介质,通过分析燃烧过程中反应器内温度、热流密度以及反应动力学速率等参数场的分布特征,揭示了当量比对生物质热燃气多孔介质燃烧过程的显著影响作用.研究表明,焦油燃烧脱除过程中直接氧化反应速率高是决定焦油出口浓度小、转化率高的关...     

生物质气化气中焦油非催化裂解实验研究

生物质气化是一种环境友好的新能源利用技术,焦油作为生物质气化的副产物,是限制气化技术发展的主要因素.试验针对生物质气化产出气中焦油在700～1 000℃裂解温度区间的裂解特性进行了分析,并提出了焦油裂解产气率的概念.试验表明,焦油裂解气可以成为生物质气化气的有效的能量补充,而且随着裂解温度的升高,焦油裂解产气率增加,焦...     

生物质气化焦油生成碳黑的实验研究

生物质气化焦油有还原NO的作用。在小型管流反应器上进行的生物质气化气焦油还原NO的过程中有碳黑产生,对试验产生影响。碳黑对人体健康也极具危害。虽有研究表明碳黑有还原NO的作用,但其效果不如焦油裂解之后的小分子永久气体还原NO的效果好,因此再燃过程中有必要对碳黑生成进行控制。对几种典型的生物质焦油模型化合物（苯、甲苯、苯乙烯）燃烧生成碳黑的重要起始参数进行实验测定,得到不同再燃温度条件下（900～1400℃）,苯、甲苯和苯乙烯燃烧生成碳黑的起始碳氧比。本试验结果将对含焦油的生物质气化气再燃试验起到指导作用。     

生物质焦油的特性及其净化研究现状

通过分析生物质热解气化过程中焦油的特性和生成机制,以及净化方法研究现状,了解焦油的主要组成和基本特性参数,发现焦油随着反应温度的升高,逐步经过裂解、聚合、缩合反应生成多环芳香烃。而焦油的脱除应当根据不同的生物质气化反应特性,多种方法结合,以减少催化剂损失、提高焦油脱除率和转化率。