有机固废共热解气化产物及其污染物排放特性研究综述

综述了国内外热解气化技术现状以及其遇到的问题,总结了热解气化技术特点,归纳了国内外共热解气化的研究现状;探讨了共热解的优缺点、生物质与有机工业固废、餐厨垃圾的共热解机理及其协同效应,以及在共热解过程中生物量、混合比和热解温度对共热解产物的影响。结果表明,生物质与有机固废共热解相比于单种生物质热解可以提高能源资源的利用率,并降低多种污染物的排放水平。但当前对热解气化特性差异较大的混合组分的反应机理研究仍不充分,对催化热解气化过程中催化剂的选取原则也有待深入研究。     

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     

生物质催化热解研究进展

介绍了生物质种类、生物油性质、热解反应条件对生物油产率和油品质的作用以及催化剂对催化热解反应的影响。生物质催化热解技术能够实现资源、能源、环境的高效统一,符舍社会的可持续发展原则,具有很大的开发前景。     

坝上地区莜麦秸秆热解特性研究

为实现高寒坝上地区农作物秸秆高效清洁燃烧,文章选取典型莜麦秸秆作为研究对象,通过混合气体模拟烟气燃烧过程中的热解气氛环境,采用热重分析仪研究空气和N2,CO2,O2不同比例组成的混合气体氛围下热失重特性以及升温速率对其影响,采用AKTS软件进行动力学分析。结果表明：莜麦秸秆热解过程可分为干燥（30～140℃）、挥发（140～370℃）、炭化（370～900℃）3个阶段;气体氛围主要影响热解的炭化阶段,对干燥和挥发阶段影响较小;升温速率影响挥发和炭化阶段,升温速率越快,反应速率越大;当热解气氛为15%O2-5%CO2-80%N2混合气体（气体2）时,热解过程所需活化能最少,平均活化能为139.86 kJ/mol。研究结果可为高寒坝上地区生物质秸秆能源化利用提供一定理论依据。     

生物质热解过程气体产物释放特性的研究

生物质热解是一种重要的热转化技术,同时也是生物质气化、燃烧与液化等热转化过程的初始阶段,因此生物质热解的研究具有很好的理论意义与应用前景。基于这样的背景,选用固定床反应器,以白松、花生壳和稻秸为生物质样品,对其慢速热解的各相产物、产率进行比较,然后对不同生物质的热解气体产物进行分析,最后深入考察碱金属催化剂(K2CO3)对于不同生物质催化裂解过程所产生的影响。结果表明,在相同慢速热解条件下,稻秸的制氢效果最为明显。在加入碱金属催化剂后,发现相较于白松和稻秸,K2CO3对于花生壳的催化制氢效果尤为显著。     

生物油改性及催化热解技术研究进展

生物质快速热解制取生物油是一种生物质能源热转化的重要方式,是目前可再生能源利用研究的热点。文中介绍了快速热解技术的发展现状,详细讨论了生物质油的特性以及生物质油精制和改性方法,包括催化加氢、催化裂解、添加溶剂与乳化技术,以及近年来倍受关注的生物质催化热解技术。     

生物质中热值气化技术中试实验

利用浙江大学热能工程研究所开发的一种新型生物质热解气化中试实验台研究了稻秆热解过程。通过对热解气组分和热值等的分析，研究热解温度、抽气方式等因素对热解气和热解过程的影响。针对目前有关稻秆热解气中焦油的研究数据较少的情况，实验中采用白云石为催化剂，在固定床反应器上对热解气中焦油的催化裂解进行了研究，焦油缩减效率可达80—90％，并提高了热解气品质。     

生物质连续热解炭化设备研究

针对现有生物质热解炭化设备需要引用外部热源加热导致的能源损耗、炭化装置复杂等问题,提出采用热解气回用燃烧的生物质热解炭化方案,设计一种新型回转连续式炭化设备。通过仿真分析与试验研究的方法,得到所设计炭化炉的最佳转速范围,并以生物质玉米秸秆为原料进行炭化试验。试验结果表明,设备纯小时处理生物质2.13 t,生物炭得率为30.2%,各项性能皆达到预期指标,可实现生物质的连续高效炭化。     

杨木微波热解产气特性实验研究

以杨木为研究对象,利用自行设计的钟罩式生物质微波热解实验装置,研究杨木在不同微波功率下热解的产气特性,探讨微波功率和热解终温对热解过程产气成分、产气率和热值的影响规律,并引入热解气化效率概念。实验结果表明:在不同温度段,杨木微波热解产生的气体各组分体积分数的相对大小有差异,微波功率增加,对CO、CO2和CH4的产生起到一定的促进作用,而对H2的产生影响不明显。随着热解终温的升高,热解产气中CO、CO2、CH4和H2的体积分数均有所增加。提高微波功率和热解终温均可提升热解产气率,增大产气热值峰值,提高热解气化效率。     

生物质废弃物在回转窑内热解研究--Ⅰ.热解条件对热解产物分布的影响

研究了生物质类废弃物在回转窑内的热解特性,讨论了物料种类,热解终温,加热方式,给料粒径和含水率对热解产物分布的影响。物料挥发份和热解终温高,加热快,粒径小,有利于燃气产率的提高以及炭产率的降低,而水分的提高会提高焦油的产率并降低炭的产率。同时,还研究了回转窑内的温升特性和热解气体的瞬态析出特性。     

温度对生物质固定床热解影响的研究

在固定床上研究不同温度下生物质的热解过程,采用微型气相色谱、傅立叶红外光谱仪、比表面积和孔径分析仪等研究了热解温度对棕榈壳热解气体产物的释放特性和固体残余物生物质炭的物化特性及生物质的热解机理。实验发现生物质的热解主要集中在400～700℃,高温有利于气体产物的析出,生物质炭的量及其所含的有机官能团(C=0,C-C,C-H,C-O和OH等)随热解温度的升高快速减少。在600℃时固体生物质炭有较高的比表面积和小的孔径,表面孔结构较均匀。     

生物油热解气化的TG-FTIR分析

该文主要目的是了解生物油的热解气化特性及气体产物的析出特性,采用木屑快速热解生物油为对象,利用热重与傅立叶红外分析仪联用对生物油的热解气化行为进行实验研究。实验结果表明生物油的热解分为两个阶段:挥发分的快速析出(200～300℃)与生物油的碳化,生物油的热解气化符合三维扩散模型,且随着升温速率的升高热解活化能先升高后降低。红外分析结果表明生物油热解气化的主要气体产物为CO、CO_2、CH_4、H_2O和碳氢化合物等小分子气体,有机化合物的析出主要在低温段,而生物油中重质组分的裂解主要在中高温度段。     

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．     

煤与生物质共热解工艺的研究进展

热解是将固态原料转化为液体燃料、可燃气和焦的重要途径,是实现生物质资源清洁、高效利用的重要技术。将生物质与煤混合共热解是生物质资源利用的重要方法,两者混合热解不仅有助于降低CO_2的排放量,还能有效地解决能源短缺和环境污染带来的问题。文章综述了煤与生物质共热解技术的研究进展,系统地介绍了共热解过程中煤与生物质的相互作用以及热解温度、混合比例、滞留时间、升温速率、矿物质成分、物料粒径和热解反应器类型等因素对热解过程的影响,并对煤与生物质共热解技术的发展前景进行了展望。     

生物质的热裂解与热解油的精制

生物质能属于可再生能源，其利用符合社会可持续发展的原则。生物质在中等温度下(约500℃)热裂解主要得到热解油。介绍了温度对热裂解过程的影响、热解油——水的二元相图、热裂解过程的机理和热解油的特性，综述了催化剂种类，溶剂等对热解油催化裂解的影响。结果表明，催化剂H-ZSM-5的脱氧效果最好，以四氢萘为溶剂时，精制油的收率大幅提高，达39．4％。     

稻壳热解气化特性的试验研究

以稻壳为试验原料,DHC-32为催化剂.高纯N2为载气,在管式炉中研究了热解温度和DHC-32催化剂对稻壳热解气化特性的影响.试验结果表明:稻壳热解气中H2,CO含量随热解温度升高而增加,CH4CO2含量随热解温度升高而呈下降趋势;添加DHC-32催化剂后,未改变H2,CO,CH4,CO2含量随热解温度的变化趋势,但对4种气体的相对含量有一定的影响;在试验温度范围内,添加10%DHC-32催化剂比3%DHC-32催化剂对稻壳热解气影响更大一些.     

基于模型化合物的脱硫灰催化提质生物质热解气研究北大核心CSCD

该研究从清洁转化脱硫灰和生物质资源出发,利用自制的碳基固废热解炉研究了低温条件下(<600℃)脱硫灰对棉杆热解的催化效果。研究发现:脱硫灰明显促进了棉杆的热分解,提高了棉杆热解气产率和低位热值,提高了棉杆热解气中H_(2),CH_(4)和C_(2)H_(6)等富氢气的产量,同时,脱硫灰的催化效果降低了热解气中CO和CO_(2)的产量。通过模型化合物法研究发现:脱硫灰对棉杆中的纤维素和木质素成分生成热解气的过程有不同的催化效果;脱硫灰促进了脱硫灰/棉杆催化热解过程中纤维素生成H2和木质素生成CH4的化学反应,抑制了纤维素生成CO和CO_(2)的化学过程。     

生物质与烟煤共热解特性研究

选取稻壳和松木屑等生物质,按不同比例与两种煤化程度不同的烟煤进行混合,采用热重分析的方法,研究不同生物质与烟煤单独热解和共热解的特性,研究了在自制复合型镍基催化剂条件下烟煤和松木屑的共热解特性及催化剂对焦油成分的影响.研究表明:在该实验条件下,烟煤与生物质的热解不存在重叠,烟煤的最大热解量仅为生物质的1/3 ～1/2;生物质的添加在共热解过程中对烟煤的热解起到一定的促进作用,在原料比例为50∶50时,共热解的两个失重峰逐渐变为一个;在自制镍基催化剂条件下,共热解碳转化率提高3％ ～17％,焦油得到充分裂解,极大提高了原料利用率.     

花生壳和松木屑固定床低温热解特性的实验研究

分别以花生壳和松木屑为原料在固定床上进行低温热解实验,探究热解温度对热解产物产率的影响。利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对热解所得生物油组分进行定性分析,并对生物油中的愈创木酚进行定量分析。结果表明:花生壳和松木屑热解过程中半焦的产率都随热解温度的升高而降低;生物油的产率都随热解温度的升高先升高后降低,且都在500℃达到最大值,最大产率分别为13.14%和20.41%;热解气体的产率都随热解温度的升高而升高。两种生物质热解生物油中各类组分的含量随热解温度的升高发生不同的变化,其中愈创木酚的含量都随热解温度的升高先升高后降低,并在400℃达到最大值。     

生物质加压热重分析研究

对两种生物质木屑和松针进行了不同压力和升温速率下的热重分析试验,通过生物质热重失重率（TG）和失重速率（DTG）曲线,获得了相关热解特性参数,提出了生物质的挥发分综合释放特性指数D．并通过热分析数学方法求取了生物质热解动力学参数．试验结果表明,氮气气氛中,木屑与松针常压和增压下主要热解阶段可认为两段一级反应;热解压力的提高,将延迟生物质挥发分初析温度和DTG峰值温度,降低最大析出率和DTG峰值,生物质的挥发分综合释放特性指数D也减小,增加了生物质挥发分的析出难度,并改变了热解反应活化能和频率因子．同一压力下,提高热解升温速率,生物质综合特性指数D将增加．