水蒸气氛围下甘蔗渣热解气化条件的研究

在试验条件下，考察反应温度、升温速率、物料颗粒大小等因素对蔗渣在水蒸气中的热解气化特性的影响。试验结果表明，热解终温越高，物料粒径越小，越有利于产生高质量的热解气。热解终温是热解气化过程主要的决定因素，在先到达热解终温，再通入水蒸气的操作条件下，升温速率的改变对气化效果的影响并不突出。试验在最佳条件(采用粉末物料，在1000℃下进行热解)下，可以得到高热值(10MJ／m^3)合成气和较高的产气率(1．7m^3／kg)。     

水煤浆快速热解特性及影响因素研究

为研究水煤浆（CWS）的快速热解特性,利用高频加热炉,以神木煤作为CWS制作原料,开展快速热解实验,并与慢速热解实验结果作对比,分析了热解气的释放规律（产率、组分及比例等）及热解特性与反应温度、加热速率、停留时间之间的关系。结果表明：热解气以H2、CO、CH4和CO2成分为主;在高于1 000 ℃和较长的反应时间下进行快速热解,有利于生成高体积分数和高产率的还原性气体;快速热解条件下,随着温度的升高,H2和CO的产率持续增加（H2的产率增加了约0.45 L/g, CO的产率增加了约0.14 L/g）,而CH4的产率先上升后下降（在900 ℃时产率最高为0.12 L/g）,CO2产率在低温段有些许上升之后几乎没有明显变化（只增加了约0.03 L/g）;快速热解条件下,H2和CO的相对体积分数随着温度的升高而持续增加（分别增加了约45%和5%）,CH4和CO2的体积分数则随温度的升高而下降（CH4下降约35%,较为剧烈,而CO2则下降了约10%~20%）;在慢速热解时,H2,CO2和CH4的产率会随着最终温度的增加,呈先上升后下降的趋势（最高点在约1 100 ℃）,CO产率则呈上升趋势;慢速热解阶段H2和CO2的相对体积分数随着温度的增加略有变化（CH4则下降了3%）, CO增加约5%。     

废弃印刷线路板真空热解产物的研究

自行设计热解装置,对废弃印刷线路板进行了真空热解,并对热解产物进行了分析。在热解终温550℃,升温速率10℃/min的条件下,得到的热解产物中液、气体、固三种产物的质量分数分别为18.13%、8.5%以及73.37%。对热解液体进行常压蒸馏后进行气相色谱—质谱联用分析,发现热解油中主要成分为苯酚和4-异丙基苯酚,且主要分布于110~230℃的馏分中,而110~230℃的馏分可以占到热解液体产物的50%以上,热解液体中水分含量17.32%左右,同时检测到2-溴苯酚的存在。而热解气体产物通过气相色谱检测,发现主要成分为CH4、H2、CO、CO2等,其中CO2主要生成于反应的初期,随着热解温度的升高,CO2含量急剧下降,而CH4和H2的含量快速上升。热解气中可燃性高热值气体含量高,可以通过燃烧实现热量回收。     

两面针药渣气化工艺条件的试验研究

以水蒸气为气化剂，对两面针药渣进行热解气化工艺的研究，考察了热解气化终温、物料粒径、升温速率等因素对两面针药渣热解气化过程的影响。研究结果表明，两面针药渣热解气化的理想条件是热解终温为1100℃、慢加热速率1．02℃／s、粉末（过45目筛）状药渣，可以得到热值为11MJ／m^3的洁净燃气，产气率为1．5m^3／kg。     

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.     

基于灰色关联度和BP神经网络研究生物质热解产气特性

首次使用灰色关联度知识,用理论和数据分析了影响生物质热解产气率和产气热值的各种因素的程度大小:热解终温>物料特性(主要是挥发份)>加热方式>填实率>物料粒径。基于回归模型的预测精度不高,采用3层改进BP神经网络方法,以热解终温、物料、加热方式、填实率和物料粒径作为输入项,建立了生物热解产气率和产气热值的模型。并使用该模型预测4个不同热解实验的产气率和产气热值,最后预测值的相对误差分别为:7 30%和4 50%,证明网络的预测结果较好。     

高温移动床废轮胎与生物质直接热解制气性能研究

对以不同比例组成的废轮胎与生物质均匀混合物在移动床内高温直接热解的制气性能进行了研究,考察了温度和废轮胎含量对产物产率、气体组分以及热值等影响。结果表明,温度对直接热解气产率和热值影响较大,温度越高,气体产率越大而热值越小;混合物中废轮胎含量增大,热解气中碳氢气体含量增多而含氧气体减少,气体产率逐渐减小而热值增大。温度升高,合成气(H2+CO)含量和H2/CO比值均增大;废轮胎含量增大,合成气(H2+CO)含量和H2/CO比值先增大后减小。当热解温度为1 000℃,废轮胎含量为35%时,热解产物中(H2+CO)含量最高为61%,且H2/CO的比值达到最大值为1.53,有利于作为工业合成气原料。同一温度下,混合物直接热解气热值远远高于生物质单独热解,说明废轮胎的掺入有助于优化热解气组成,提升燃气品质。     

CaO催化热解玉米秸秆实验研究

在管式加热炉中对玉米秸秆进行了热解实验研究,实验结果表明添加CaO后,气体中CO、H2、CH4含量均有增加,尤其是H含量增加最为明显,产气热值相对于纯玉米秸秆热解提高了17·9%。     

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。     

块状废轮胎固定床热解特性实验研究

国内外对于废旧轮胎热解的研究大多集中在对轮胎小颗粒的探索上,对于破碎成本较低的大块状轮胎的热解较少有人涉及.为了探究块状轮胎的热解特性,文章在外热式固定床热解炉上进行了不同热解温度下块状废轮胎热解特性的实验研究.结果表明:块状废轮胎热解产生的燃气成分主要为CH4,H2以及大分子烃类CnHm,且其燃气产率随热解温度的升高而增加.当热解温度高于550℃时,热解产物CnHm有二次裂解现象,热解产生的燃气具有较高热值;热解温度为600℃时,燃气热值可以达到26 MJ/m3;随着热解温度的提高,热解炭中挥发分含量减少,固定碳含量略有增加,热解温度对热解油及热解气产率影响明显.与小颗粒轮胎相比,块状轮胎热解气中小分子气体CH4,H2等含量相对较少,而大分子烃类含量相对较多.热解产物产率方面,热解炭和热解气的产率更大,焦油产率降低.     

玉米秸和稻壳热解产物的分布规律

研究了玉米秸和稻壳热解产物在不同反应温度和停留时间下的分布规律.试验结果表明,400℃时热解产物中液体质量分数接近50%;随着反应温度升高,大分子的碳氢化合物逐步裂解,气态产物逐渐增多,800℃时气体产物质量分数超过了55%.反应温度对热解产物的分布具有显著影响,而停留时间影响较小.随着反应温度升高,H2含量明显增加,CO和CO2含量明显降低,CH4含量受温度的影响较小.当反应温度在400～500℃时,热解气体的低位热值在11～15 MJ/m3;反应温度超过500℃时,气体热值在15～16.5 MJ/m3.     

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     

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。     

废轮胎中试回转窑热解气特性及能耗分析

在无氧气氛下用中试回转窑热解系统对废轮胎进行了热解试验,热解气用气相色谱仪进行分析,轮胎热解气体主要包含CO、CO2、CH4、C2H4、C2H6、C3H8、C4H8,以及它们派生的不饱和烃。热解温度的不同,回转窑微负压运行时,挥发分在窑内的停留时间不同,气体的成分有所变化。OH4在500℃达到最高,C2H4则在550℃产量最大,虽然温度的提高有利于大分子烃类二次裂解,但由于在窑内停留时间较短,产量反而在较高的热解温度65℃达到最大值,超过10％计算表明,热解气可以作为轮胎热解的热源。     

采用热重与红外光谱联用研究玉米秸秆热解

采用热重与红外光谱联用技术(TG—FTIR),在升温速率为20℃/min下,对玉米秸秆各部分(秸秆皮、秸秆瓤、叶子及苞叶)的热解产物及析出过程进行了实验研究。实验结果表明,玉米秸秆各部分的热解产物主要为CO2、CO、CH4、H2O,同时含有少量的丙酸类物质;秸秆皮和秸秆瓤热解气体的析出呈单峰形状,而叶子和苞叶热解气体的析出呈双峰形状;玉米秸秆各部分的热解最大失重率对应的热解温度约为360～371℃,相差较小;对玉米秸秆的同一部分,主要热解产物的最大失重率对应的热解温度基本相同。     

湿牛粪在固定床反应器内热解制富氢气体参数研究

为探索湿牛粪热解气化制富氢气体的参数,以湿牛粪为研究对象,在固定床反应器内采用单因素试验法,对不同温度、水分质量分数、升温速率和进料温度条件下,热解气产率、H_2产率、热解气成分、热值和碳转化率的变化进行实验研究和分析。结果表明:随着温度的升高和水分质量分数的增加,H_2容积百分含量、热解气产率和热值增大;当反应温度从700℃升至900℃时,H_2容积百分含量从35.99%增至49.19%,单位干物质产气量从277.37 mL/g增至924.26 mL/g,气体的热值从3681.58 kJ/m~3增至6167.56 kJ/m~3。升温速率和进料温度对H_2容积百分含量和产气率的影响不明显,在不同升温速率和进料温度条件下,H_2容积百分含量波动幅度较小。     

二次热解对污泥热解产物影响的研究

针对上海市污水污泥,以提高热解气体、抑制热解焦油为目标,利用两段固定床反应器,研究二次热解温度对污泥一次热解挥发分的热解特性的影响。利用气相色谱定量研究不同二次热解温度下热解气中H2、CO、CO2、CH4的含量变化。利用全二维气相色谱-飞行时间质谱联用仪(GC×GC-TOFMS)定性研究不同二次热解温度下热解油化学组分。结果表明:二次热解温度高于600℃时,热解气体产率明显增加,液体产率明显减少。这表明,在仅改变上段固定床二次热解温度的条件下,一部分污泥热解油通过高温二次热解转化为气体。其中CH4是受二次热解影响最大的气体,相比于一次热解,当二次热解温度高达700℃时,CH4的累计释放量增加了7.0倍,这表明热效应明显促进了污泥热解挥发分的脱甲烷反应。为了更好地揭示污泥热解油转化成热解气的机理,运用GC×GC-TOFMS分析污泥热解油中上千种化合物。我们猜测长链脂肪含氮化合物主要通过脱甲烷反应产生CH4。酮类通过脱羧反应生成CO。     

温度对小龙潭褐煤流化床热解产物影响的试验研究

在改进热解产物收集方法的基础上,在内径为32 mm的流化床热解试验台上进行了温度对小龙潭褐煤热解产物影响的试验研究.结果表明:当反应温度从550℃升到750℃时,半焦产率从51%降到40%,煤气产率从14%升高到26%;焦油和热解水产率随着温度的升高先增大后减小,在650℃左右时达到最大值,分别为8%和14%;H2、CH4、CO的产率和在热解煤气中的体积分数都有明显的增加,而CO2体积分数却大幅下降,热解煤气的低位热值从10 MJ/m3上升为13MJ/m3;热解过程中的氮、硫析出率分别从33%、51%上升为60%和63%.     

纤维素热解的TG-FTIR分析

以生物质主要组分纤维素为原料,在热重-红外光谱联用仪上对纤维素分别以5,10,20,40℃/min的升温速率进行了热解实验研究,考察了纤维素的热解特性及轻质气体析出规律。结果表明:较高的升温速率能促进热解反应的进行,升温速率可作为影响最大热解失重速率对应温度(Tp)的一个重要因素,Tp会随着升温速率的增大而升高;纤维素热解过程中,热解气体的最大析出峰都对应于给定升温速率下的DTG失重峰;4种主要轻质气体(H2O,CO,CO2和CH4)均表现为双峰特性,且CO气体在热解后期的析出规律与CO2,H2O和CH4气体的析出规律不同;不同官能团键的断裂和重整,致使小分子气体组分和析出量的差异很大,热解过程中,羰基(C=O)和醚键(C-O-C)的断裂对CO2的生成影响显著;在低温区间CO的析出主要源于C-O-C的断裂,而在高温区间二芳基醚的分解则是CO产生的主要原因;CH4气体的析出主要由甲氧基(CH3O-)的伸缩振动引起。     

烟煤煤焦的CO2气化反应

采用TG-FTIR方法,在反应温度为950～1300℃时,研究了几种典型煤种及其在高温下慢速和快速热解煤焦的CO2气化反应特性.对4种原煤及其1200℃快、慢速热解条件下煤焦气化产物CH4和CO进行了实时检测和分析.同时对煤焦的孔隙结构和化学组成进行了分析.结果表明,各种热解煤焦的反应速率随气化温度的升高而增大,当达到最大值后随温度的升高而下降;4种煤焦的活化能随热解和气化温度的升高而增大;煤焦气化过程释放CH4和CO的特性与原煤的趋势相似,但原煤热解气化过程中释放CH4的质量浓度比不同热解速率制得煤焦的热解气化释放CH4的质量浓度高出2个数量级,快焦相比慢焦释放出更高质量浓度的CH4;各种煤焦的BET比表面积都较小(除神府慢焦外都小于2 ㎡/g);快焦的气化活性比慢焦的好.