核桃壳热解分级冷凝产物分布特性研究

为研究热解温度、载气流量和冷凝温度对核桃壳热解产物分布的影响,在实验室研制的生物质热解与分级冷凝装置上对核桃壳热解进行实验研究,结果表明:液体产物收率随着热解温度的升高而增加,但增加速率逐步降低;载气流量对液体产物总收率及各级液体产物收率影响较小;冷凝温度对液体产物总收率影响较小,但对各级生物油的收率影响较大。GC/MS分析表明:热解温度为450～500℃时,酚类物质含量达到最大值;随着二级冷凝器温度的升高,二级生物油中酚类物质富集程度逐渐提高,酸类物质的富集程度逐渐降低,二级生物油的收率逐渐下降。     

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.     

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。     

内循环串行流化床生物质催化热解试验研究

在处理量为0.2 kg/h的新型内循环串行流化床(IIFB)上进行了生物质催化热解制油的试验研究.以木屑为原料、石英砂为热载体,研究了在没有催化剂条件下反应温度对热解产物分布的影响;以HZSM-5催化剂与石英砂混合物为床料进行了催化热解试验,并对热解产物和反应后的催化剂进行了表征分析.结果表明:反应温度为515℃时,液体产物的收率最高.HZSM-5催化剂的加入促进了气体以及焦炭的生成,使液体产物的收率降低,且催化剂体积分数越大,影响越显著.催化荆表面的积炭经燃烧反应后被除去,催化剂的稳定性得到改善.热解不可冷凝气体的主要成分为CO和CO2,随着热解温度的升高,CO2产量下降,CO和CH4的产量增加.经HZSM-5催化热解后,生物油中的酸、醛和酮类物质含量明显减少,而小分子的烃类与酚类物质含量明显增加,表明催化剂具有明显的脱氧效果.     

热解温度对2种煤在流化床中热解产物的影响

利用小型流化床热解试验台,对比分析了小龙潭褐煤和李嘴孜烟煤在不同热解温度下的热解过程,获得了不同热解温度下热解产物产率和成分的变化规律.结果表明:与李嘴孜烟煤相比,煤化程度较低的小龙潭褐煤热解后产生的煤气产率较高,煤气中H2和CO2的体积分数较高,CH4的体积分数较低,焦油产率较低,焦油中烷烃类质量分数较高;当热解温度从500℃升高至700℃时,小龙潭褐煤和李嘴孜烟煤的煤气产率均明显升高,半焦产率有所降低;焦油和热解水产率随着温度的升高先升高后降低,在550~600℃内达到最大值;随着热解温度的升高,煤气中H2的体积分数明显升高,而CO2体积分数则有所降低,同时焦油中烷烃类质量分数降低,萘类芳烃类质量分数升高.     

木质素热解制备焦炭的试验研究

利用管式炉热解装置在不同温度下对工业废弃的木质素进行热解制备焦炭的试验研究,对热解焦炭的产率和各项指标进行了分析。结果表明:当热解温度从300℃升高至700℃时,焦炭产率从72.94%下降至39.79%;焦炭中固定碳含量不断升高,热值从29.19 MJ/kg逐步升高至31.62 MJ/kg;当热解温度从300℃升高至600℃时,焦炭的比表面积从0.47 m2/g迅速升至13.63 m2/g,碘吸附值由185.51 mg/g增大到320.64 mg/g,而随着热解温度继续升至700℃时,焦炭的比表面积和碘吸附值迅速降低。因此,热解温度有利于焦炭品质和吸附性能的提高,但过高的热解温度会对焦炭的吸附性能起到一定的抑制作用。     

城市污水污泥热解温度对产物分布的影响

用直径200mm的外热式固定床反应器,以城市生活污泥为试验物料,在250-700℃之间对其进行了中低温热解的试验研究,得到气、液、固3种热解产物的产率随热解温度的变化规律。结果表明,固体产物的产率随热解终温的升高而下降,在250-450℃范围内减少较快,在450-700℃范围内减少非常缓慢;而热解液产率在450℃以下呈上升趋势,450-550℃热解液产率较高,550℃达最高值43%,550℃以上呈下降趋势;液态产物中有明显的分层现象,最下层为热解产生的水分及水溶性有机物,中间层为脂肪酸类及硫醇类物质,最上层为脂肪族、烯族碳氢类物质;热解气产率在整个试验温度范围内均呈增加趋势,450℃后气体产生速率明显增加。450℃左右,有机物发生二次裂解反应。这些规律为城市生活污泥热解技术的实际工业应用提供了可靠的基础性资料。     

在氮气氛围下木薯渣热裂解的试验研究

试验研究了木薯渣在不同升温速率下热裂解产物的组成随温度变化的情况,对木薯渣在N2氛围下的TG和DTG曲线进行了分析.试验结果表明.当温度为290～430℃时,木薯渣热裂解速率最快,焦炭产量随着温度的升高而降低,焦油及气体产量随着温度的升高而增加;木薯渣在600℃以下快速热解有利于焦油和焦炭的生成,在600 ℃以上快速热解有利于气体产物的生成.通过GC-MS分析发现,焦油中的主要组分是苯酚类化合物.     

废轮胎中试回转窑热解炭特性分析

采用中试回转窑热解装置对废轮胎进行了热解研究，在450—650℃热解试验温度范围内，热解炭产率约为39%—44%。热解炭的工业及元素分析显示，热解炭中灰分含量高达10％以上；含量最多的金属元素是Zn和Fe；热解炭S含量2．2%—2．6％左右，轮胎原料中S元素约75%留在热解炭中，因此热解过程中排放出的气体硫化物很少。此外，探讨了热解炭孔容积分布和温度对比表面积的影响，在450—550℃，热解炭比表面积随热解温度升高而增大；温度继续升高，比表面积变化不大，在孔半径约为25nm处，热解炭比孔容积有最大值。     

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%.     

热解温度和时间对煤热解过程中汞析出的影响

采用国际通用的Ontario-Hydro法,对150目的煤粉在氮气气氛下不同热解温度和时间下进行的热解研究,测试结果表明：汞总释放率随时间呈现递增趋势,热解时间对汞的形态分布影响很小。汞总释放率随着温度的升高几乎呈线性关系增长,而且随着热解温度的升高,元素汞占总汞的比例先变大再变小。元素汞在热解过程中始终是气态汞的主要形态。不同的煤种对汞释放率有影响,变质程度较低的兖州煤汞的释放率较低,变质程度较高的大同和神华煤的释放率相对较高。     

Techniques for studying and modeling coal pyrolysis and their relevance to biomass and wastes

Pyrolysis is the first step in the thermochemical conversion of any organic material. It plays a key role in coal conversion, where processes like combustion, gasification and hydrogenation include pyrolytic reactions as a starting step, and is the basic process in cokemaking. In the long history of industrial use of thermochemical coal conversion, various methods have been developed for feedstock characterization and for the main chemical reactions. Furthermore, approaches have been established to describe pyrolysis behavior quantitatively and to provide tools for reactor modeling. The main experimental techniques are reviewed and their relevance for the treatment of other solid feedstocks like biomass and wastes is discussed.     

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％。     

高含灰量海藻热解产物及热解特性研究

对高含灰海藻进行水洗和酸洗预处理,比较了预处理前后海藻的基本特性及在700℃时管式炉热解产物成份,并进行了动力学特性分析。结果表明:高含灰海藻酸处理后,含灰量由34.9%降为12.4%,有机挥发份从56%升为64%,热值由8.89MJ/kg上升为17.65MJ/kg;高含灰量对海藻热解有明显影响作用,处理前海藻有机物有两次降解峰,而水洗和酸洗后海藻在500℃以下几乎降解完全;海藻在700℃时,热解产气率(87mL/g)低,焦油含量少(15%),经水洗和酸洗后的原料产气率高(195mL/kg),焦油得率36%;通过建立热解动力学模型,得到了原料的活化能E和频率因子。     

生物质裂解油催化裂解精制机理研究(Ⅰ)——生物质裂解油及其催化裂解精制油的物性及组成

通过生物质裂解油和催化裂解精制油的物性和化学分析显示催化裂解精制油的密度、粘度、水含量较生物质裂解油明显降低,而pH值和热值明显提高。催化裂解精制油的碳含量较生物裂解油增加,氧含量降低。催化裂解精制油中的酸、醛、酮、糖和醇含量明显降低,酚和芳烃含量明显增加。说明经过催化裂解精制后的精制油的品质较精制前的生物裂解油明显提高。     

生物质热解液化技术研究现状

对生物质热解液化技术及其液化机理进行阐述,并介绍国内外生物质热解反应器类型及其发展现状,分析热解过程中的影响因素。生物质热解液化技术很大程度上能缓解当今社会的能源危机和环境污染,是人类开发可再生资源的一种有效途径。     

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.     

Biomass Pyrolysis-Current status and future directions

The declining reserves of fossil fuels and fossil fuel-related environmental issues, especially greenhouse gas (carbon dioxide, methane) emissions, have posed a great threat and challenge to the sustainability of the world economy, the global environment, and hence the quality of life of human beings. Biomass pyrolysis could help reduce both the world’s dependence on oil and CO₂ production. These bio-oils have the potential to cut CO₂ emission because they are made up of plants that use CO₂ for growth. There is a need to integrate process operation and reactor design to improve the effectiveness of different processes used for biomass to produce multiple products using a combination of technologies.     

水蒸气对液体燃料高温分解碳黑形成影响的研究

考察了水蒸气的加入对液体燃料高温分解时碳黑形成的影响。采用直接测量碳黑沉积质量的方法,得出水蒸气能够抑制液体燃料中碳黑颗粒形成的结论,并总结出碳黑在图壁表面沉积的一些规律特征。在进行实验的同时,采用Fluent软件,模拟了两种实验工况下炉内的碳黑颗粒浓度场,证实了实验结论。最后,给出了计算公式,选取合适的待定参数,则计算结果与实验结果符合很好。