矿物质对玉米秸秆热解及动力学特性的影响

以玉米秸秆为研究对象,采用热重分析仪对经预处理和添加催化剂(DHC-32、Na2CO3、CaO、ZnO、CaCO3)的试样进行热解试验,考察了矿物质对原样、脱灰试样热解特性的影响,并采用一级反应对其相应热解动力学进行了计算分析。结果表明,脱灰生物质和加入催化剂的原样及水洗试样热解焦炭产率增加,而催化剂降低了酸洗玉米秸秆焦炭产率;经过预处理的玉米秸秆热解活化能大于原样活化能;与未添加催化剂试样相比,除了加入CaCO3的玉米秸秆热解活化能略有升高外,其它添加催化剂试样的热解活化能均有一定程度降低。     

稻壳固定床催化热解试验研究

利用固定床反应器,以稻壳为原料,DHC-32和CaCl2为催化剂,在700~900℃范围内,研究了催化剂种类和催化剂添加量对稻壳热解气态、液态产物产率及热解气组分分布的影响。结果表明,随着催化剂的添加及加入比例的提高,热解产物中气体产率增加,液体产率降低;催化剂的加入影响热解气组分分布;对促进稻壳热解产气,CaCl2的作用大于DHC-32。     

温度对烟杆热解炭、气、油联产特性的影响

烟杆热解多联产是烟杆高值化利用的重要选择之一。文中主要研究了烟杆热解转化过程中气液固产物的形成析出机制以及联产机制。研究发现随着热解温度的升高,气体产率直线增加,固体焦逐渐减少,液体油产率则在20%左右变化不大。在低温下,热解气主要为CO2和CO,随着温度的升高,CO、H2和CH4的量逐渐增大,且在700℃时CO高达35.65%,热解气热值也升高到12.53 MJ/m3,是较理想的气体燃料。液体油的组成较为复杂,其中吡啶类、酯类和一些酸类大分子有机物含量在低温下较高,而在高温下由于二次反应而使其含量降低,苯酚类和芳环类有机物均在高温下含量较高。随着温度的上升,焦炭中的有机官能团逐渐减少,在600℃后,烟杆基本热解完全。     

玉米秸秆低温热解制备生物质炭的特性研究

玉米秸秆资源丰富,为了对其进行开发,利用自制的低温炭化装置,制备了不同低温热解的生物质炭,分析了生物质炭的产率、元素组成、工业组成、比表面积和表面形貌,以期了解玉米秸秆低温生物质炭特性及其随热解温度的变化规律。结果表明:热解温度显著影响玉米秸秆生物质炭的理化特性,随热解温度的升高,玉米秸秆生物质炭的产率从220℃的79.8%下降到270℃的71.2%,生物质炭中C元素含量显著增加,而H和O元素含量下降,N和S的含量变化不大,H/C和O/C摩尔比逐渐下降;生物质炭挥发分含量降低,固定碳含量升高;生物质炭比表面积普遍较低,在3.8~4.4 m~2/g;生物质炭表面形态变化不明显,粗糙程度略有增加。     

锦界烟煤煤粉高温快速热解规律研究

为全面了解制焦产物性质以便更好地设计制焦反应器,本文利用滴管炉反应器,在常压氮气氛围下实验分析了锦界烟煤在800～1 100℃、停留时间3～5 s的快速热解特性,研究了其热解半焦、热解焦油和热解气的产物组成分布及特性。结果表明:热解产物的产率与热解温度和停留时间都有较大关联,为了在减少焦油产率的同时保证粉状半焦储存的安全性,热解温度宜设置在1 000℃以上,此时热解气产率和H_2质量分数均较高;高温制取的粉状半焦吸附性能差;热解焦油主要由芳香烃及其衍生物组成,极高沸点物质含量较少,制焦反应器管道温度维持在400℃即可有效降低焦油凝结概率。     

温度对棉杆热解多联产过程中产物特性的影响

生物质热解多联产是对生物质高值化转化的良好工艺之一。该文研究了温度对棉杆热解多联产过程的影响,主要分析了棉杆热解过程中气、液、固产物的分布特性与物化结构。研究表明随着温度的上升,气态产物增加,焦炭产量降低。采用气相色谱仪分析气体产物的分布特性,CO2主要在250~450℃之间析出,氢气主要在550~850℃之间析出,氢气、甲烷的含量最高为33%、9.8%,其热值可达11MJ/m3。采用气质联用仪分析液体产物的组成特性,液体产率达到40%,水分达到液体组成的60%~70%,液体中有机成分以乙酸、苯酚类物质为主。采用氮气等温吸附实验和傅里叶红外光谱分析焦炭的物理化学特性,随着温度的上升,焦炭的孔隙度先增加后降低,各种官能团逐渐减少;焦炭比表面积、低位热值最大可达到232m2/g、28MJ/kg。     

废轮胎热解多联产过程中温度对产物品质的影响

有机废弃物热解多联产是保证我国以生物质等为主的可再生能源系统实现可持续发展的战略性技术。在自制的固定床反应器上研究温度对废轮胎热解多联产过程中各相产物品质的影响,通过探索热解机制,寻求热解产物的资源化利用途径。实验结果表明,热解气和热解油的热值均很高(>41 MJ/Kg),热解产物中液体产率最高达55%,且富含柠檬油精和BTX苯系物,不仅可做为发动机燃料,还可从中提取重要的化工原料;热解炭次之达33%,不仅可作为炭黑回收利用,也可经活化后制作活性炭来吸附废水、废气中的污染物。随温度的升高热解气产率明显上升,热解气中碳氢气体含量较高而含氧气体较少,且CH4、H2含量逐渐增加,因此热解气可直接作为燃料使用。     

碱性矿物成分对秸杆和煤混燃过程中氮转化的影响

采用热重差热同步分析仪和气相色谱质谱联用仪对以不同比例混合的脱灰秸秆和脱灰煤以及添加单一NaOH和MgO后的样品进行燃烧试验,研究碱金属Na及碱土金属Mg对NO释放特性的影响.结果表明,脱灰煤中添加碱金属Na可催化NO还原,添加碱土金属Mg对NO还原影响不大;脱灰秸秆随着碱金属Na添加量的增大,NO释放量先降低后增大,而添加MgO后NO释放规律则相反;脱灰秸秆和脱灰煤随Na、Mg添加量的增加,对NO还原的催化作用增强,但Na和Mg的添加量分别达到2.5％和1.2％时其催化作用趋于稳定.     

固定宋热解生物质混合物的试验研究

选取华北地区常见的秸秆、木屑、沙柳和旱柳枝叶、紫花苜蓿等13种不同生物质,按等比例混合制成粉状生物质混合物,采用自行搭建的固定床热解,研究在不同热解终止温度下,生物质混合物热解产物的产率、气体热值及气体主要组成成分,并分析生物质混合热解特性和产物分配规律.通过试验,取得了生物质混合物在不同热解温度下不同气体产物的产率、气体热值、不同热解产物的产率等重要数据和结果,并将取得的试验结果与13种生物质单独热解的特征参数的加权平均值进行比较,分析了生物质混合物共热解过程中的协同作用.     

固定床热解生物质混合物的试验研究

选取华北地区常见的秸秆、木屑、沙柳和旱柳枝叶、紫花苜蓿等13种不同生物质,按等比例混合制成粉状生物质混合物,采用自行搭建的固定床热解,研究在不同热解终止温度下,生物质混合物热解产物的产率、气体热值及气体主要组成成分,并分析生物质混合热解特性和产物分配规律。通过试验,取得了生物质混合物在不同热解温度下不同气体产物的产率、气体热值、不同热解产物的产率等重要数据和结果,并将取得的试验结果与13种生物质单独热解的特征参数的加权平均值进行比较,分析了生物质混合物共热解过程中的协同作用。     

秸秆快速热解动力学特性研究

采用自行研制的大物料热重分析装置研究生物质(秸秆)在800、900、1 000℃等温条件下的热解特性。结果表明,大物料热重反应时间短,各个阶段反应相互叠加,热重分析曲线(DTG)出现多个峰值。采用化学动力学法拟合了秸秆在等温热解过程中的质量损失率与时间的单方程宏观模型,求取了活化能E和指前因子A,得到等温热解反应动力学方程,计算得到质量损失率和反应时间的理论曲线与试验曲线相吻合。     

生物质与煤混合热解特性的研究

采用热重分析法(TGA)对几种常见天然生物质(麦秆、棉秆和杨木屑)、两种不同变质程度的煤以及两者混合物的热解特性进行了研究。试验升温速度5℃/min,终温850℃。结果表明:生物质热解温度低,热解速度快,而煤相对热解速度慢,热解温度高,随煤变质程度提高,TG曲线向高温区移动,热解温度升高,最终失重率减小,试验无烟煤和烟煤的最终失重率分别为17%和30.07%。生物质与煤混合热解时,总体热解特性分阶段呈现生物质和煤的热解特征,但从实际微分曲线与按比例折算后的曲线比较结果看,400℃之前,生物质对煤的热解影响不明显,在400℃之后,生物质的加入对煤的热解产生抑制作用,煤的热解速率降低,煤的挥发分越低,抑制作用越强。     

生活垃圾典型可燃组分的热解产气特性

在接近实际生活垃圾热解处理工况的升温条件下,对垃圾中典型可燃组分如橡胶、塑料、竹木、废纸进行了热解产气特性的研究.结果显示,4种物料的热解过程存在较大的差异,塑料在热解过程中存在很强的吸热效应,致使其升温速率明显下降;塑料、橡胶热解的可燃产气以甲烷、乙烯为主,而废纸、竹木则以一氧化碳为主;各物料的产气速率及产气总量受其挥发分含量、氧含量及气相分解速率的影响.     

SCR烟气脱硝尿素热解和水解技术经济性分析

尿素由于运输储存安全方便和对环境无害的特点,成为燃煤电厂SCR烟气脱硝还原剂液氨的可靠替代品。选择合适的尿素制氨技术是SCR烟气脱硝液氨改尿素工程的关键环节。通过工程建模对比分析采用尿素热解和尿素水解工艺的投资费用和运行成本,采用热力学方法分析尿素制氨系统能耗水平。结果表明：尿素水解投资略高于尿素热解,但其运行成本较低,技术经济性更优;尿素热解运行成本高的原因主要在于尿素转化率偏低,且采用高品质电能作为热源。     

再燃烧条件下煤焦还原NO特性的研究

在携带流反应装置中,研究了不同煤焦制备和反应条件下煤焦异相还原NO的特性,分析了煤种、热解条件(热解温度、煤粉热解时粒径和热解气氛)和反应条件(煤焦还原NO时的反应温度、环境气氛)等因素对煤焦还原NO特性的影响。结果表明,挥发分含量较高的煤种,其煤焦对NO的还原能力较强;热解温度的提高导致生成煤焦还原NO能力下降;小粒径煤粉热解生成的煤焦较大粒径煤粒热解生成的煤焦对NO的还原率高;煤粉在一次燃烧区过量空气系数为1.0~1.2的烟气气氛中热解时,生成的煤焦对NO的还原能力无明显差别;参与反应的煤焦颗粒周围烟气气氛对煤焦还原NO的影响较大,在SR1为0.9~1.3范围内,NO还原效率呈现两头高中间低的特性,且当SR1=1.1时,NO还原率最低;在高温氧化性气氛中,随反应温度的提高,煤焦还原NO的效率增加。     

Applied thermal pyrolysis of cogongrass in twin screw reactor

Thermal pyrolysis by heat transfer model can be solved the control temperature in twin screw feeder for produce bio-oil from Cogongrass by novel continuous pyrolysis reactor. In this study, all yield were expressed on a dry and their values were taken as the average of the thermal controlled. Thermal of pyrolysis were carried out at 400–500°C. The products yield calculation showed that the liquid yield of Cogongrass by pyrolysis was higher than that solid and gas yield, as highest of 52.62%, at 500°C, and the other of liquid yield obtained from Cogongrass were 40.56, and 46.45%, at 400, and 450°C, respectively. When separate liquid phase be composed of the bio-oil was highest 37.39%, at 500°C. Indicated that biomass from Cogongrass had good received yields because of low solid yield average and gas yield and high liquid yield average. The compounds detected in bio-oil from Cogongrass showed the functional group, especially; Phenol, Phenol 2,5-dimethyl, Benzene 1-ethyl-4-methoxy, 2-Cyclopenten-1-one, 2,3-dimethyl, Benzene 1-ethyl-3-methyl.     

秸秆类生物质加压气化特性研究

采用热重分析与气相色谱分析(TG-GC)相结合的方法,开展了水蒸气气氛下生物质(麦秸)加压气化特性研究,探讨压力对反应动力学特性与气化产物的影响。实验结果表明生物质常压气化与加压气化特性有显著差异;加压条件下,麦秸的气化反应过程受化学反应动力学和扩散作用控制。麦秸水蒸气气氛下的热解阶段可视为一级反应,半焦气化阶段视为缩核反应;加压下热解、气化的表观活化能和频率因子均随反应压力的提高而增加。水蒸气对生物质热解气化具有活化作用,相比N2气下麦秸的表观活化能降低。此外,生物质水蒸气气化产物中H2浓度最大,达到50%以上,表明水蒸气是生物质气化制氢适宜的气化介质;随着气化压力的提高,CO2和CH4浓度增加,而CO浓度降低。     

煤焦CO2气化反应中石灰石催化特性研究

研究了新鲜石灰石和经过煅烧/碳酸化反应(CCR)反复循环后的石灰石在烟煤煤焦CO2气化反应中的催化特性.结果表明,固定碳转化率随新鲜石灰石添加比例的增加而增大,石灰石添加比例为5％时其催化特性达到最佳,且催化活性随气化温度的升高而降低;在不同热解温度下添加2.5％新鲜石灰石制得的煤焦的气化特性与气化温度密切相关,当气化温度高于热解温度时,催化活性基本不受热解温度影响;随着CCR循环次数的增加,低温气化时石灰石催化活性比新鲜石灰石略低,但仍可作为煤焦气化反应的有效催化剂.     

SCR烟气脱硝还原剂耗量计算方法的探讨

SCR脱硝系统一般采用氨气作为还原剂,氨气的制备通常采用液氨、氨水、碳酸氢铵和尿素等原料。介绍了分别以液氨、氨水、碳酸氢铵和尿素为脱硝还原剂时其耗量的计算方法及使用的安全性。液氨和氨水作为还原剂储运制备成本较低,但在储运过程存在一定的危险性;尿素安全性较好,但制备氨气成本较高且分解难度大;碳酸氢铵可采用热解和水解2种方法制备氨气,其价格也较尿素便宜。