煤与生物质共热解反应特性及机理研究

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:duchze
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
能源是促进人类社会发展的物质基础,化石燃料的粗放开采与不合理利用造成了越来越严重的环境问题。因此,高效合理利用有限的化石燃料和发展清洁的可再生能源受到各国学者的广泛关注。生物质因其具有二氧化碳“零排放”、资源丰富、可再生等特点而倍受青睐。煤与生物质共热解可以实现资源互补,减小环境污染,同时借助于煤与生物质热解组分之间的相互作用可以有效提高热解产物的利用价值。本论文在前人研究工作的基础上对煤与生物质共热解特性进行了深入考察,针对不同的生物质种类、热解速率、物料接触方式,探讨了共热解产物收率、组成和性质特点。并在此基础上,揭示了热解挥发分、半焦、碱/碱土金属之间的相互作用机制,阐明了煤与生物质共热解过程中存在协同作用的化学机理。主要结论如下:  (1)采用热重分析仪研究发现煤与生物质共热解过程中热解组分之间发生了相互作用,造成固体产率减小。随着升温速率的增加,热解组分之间相互作用程度增加,固体产率明显减小,表明提高升温速率促进了共热解过程中组分之间的相互作用。  (2)考察了温度和生物质掺混比例对快速共热解焦油组成的影响,实验结果表明:煤与生物质共热解过程中生物质热解生成的羟基优先与煤热解生成的多环芳烃类物质发生裂解反应,造成共热解焦油中芳烃类物质和烷基酚增加;然后羟基再与环数少的芳香烃类物质和脂肪烃类物质反应,造成共热解焦油中芳香烃和脂肪烃减小,酸、醛和酮等增加。  (3)采用固定床研究了快速共热解过程中不同温度和生物质掺混比例下共热解气体组分的变化规律,结果表明:煤与生物质共热解过程中生物质热解生成的羟基与煤热解组分作用,抑制了羟基与氢自由基结合生成水的反应,使氢自由基浓度增加,促进了氢自由基自身结合以及与甲基等其它自由基的结合,造成共热解气体中H2、CH4和C2+C3产率的增加。  (4)通过对比固定床和流化床共热解实验中焦油组分变化规律的异同,发现半焦对煤与生物质共热解焦油组分影响显著。煤与生物质共热解过程中热解半焦对热解挥发分中含氧物质具有脱氧作用,造成共热解焦油中醛、酮以及甲氧基烷基酚的减小。  (5)分析了不同生物质种类在程序升温和快速共热解实验中热解产物变化规律,发现生物质中无机组分显著影响煤与生物质共热解产物特性。生物质中富含的K在共热解过程中容易逸出吸附在煤焦表面,促进水蒸气、CO2与半焦的反应,造成CO2产率减小;而生物质中富含的Ca在共热解过程中逸出吸附在煤焦表面促进焦油的裂解反应和含氧物质的脱氧反应,造成共热解焦油产率减小,焦油中脂肪烃增加以及热解气体中CO、CO2产率增加。  (6)采用固定床反应器探讨了煤种对快速共热解产物特性的影响。结果表明:与Ca含量相对较低的煤种相比,富含Ca的煤与Ca含量较高的生物质共热解时煤中富含的Ca削弱了共热解过程中生物质Ca对热解有机组分的作用程度,造成不同煤种与生物质共热解产物变化的差异。
其他文献
  目的:回顾性探讨关节镜技术在治疗髁间棘撕脱骨折的方法与技巧。方法:选取本院21例关节镜下治疗髁间棘撕脱骨折患者的随访观察,回顾性探讨镜下手术的方法与技巧。门诊随访率
含硫杂环配体的IIB族金属配合物在金属硫蛋白活性中心的化学模拟及配位化学研究 方面引起了人信的广泛注意.对这方面的研究不仅可以丰富IIB族金属的结构化学和配位化 学,还有
该研究用cDNA方阵来筛选肝癌相关基因.即将正常肝组织和肝癌组织mRNA逆转录同位素标记成cDNA单链探针后,分别与两张相同的cDNA方阵杂交,杂交结果计算机分析后,筛选在正常肝组
吸附式气体净化技术以其显著的节能和环保优势成为二十一世纪可持续发展的技术之一,吸附干燥是其主要的应用形式之一.吸附干燥是一种以传质推动力为主的新型热敏性食品及生化
  目的:总结67例关节镜下盘状半月板术后的临床效果,分析手术方式影响治疗效果的因素,探讨关节镜下盘状半月板损伤治疗的方法与疗效.方法:对我院201 1年7月至2013年8月67例膝关
会议
该文在详细总结了银杏叶黄酮类化合物的提取及分离的基础上,对水浸法进行了研究.通过对不同温度、不同pH值、不同相比和不同的浸取时间、浸取次数进行考察,确定了最佳浸取工
  目的:探讨关节镜治疗对盘状半月板损伤患者术后疼痛及膝关节功能的影响.方法:本文采用回顾性分析法,选取2011年1月~2015年2月收入我院的80例盘状半月板损伤患者为研究对象,
会议
该论文研究了在高壁温条件下,空气为自然对流和强制对流的情况时,水平基面上的竖直矩形离散翅片组的传热性能和流动特性.通过实验结果的分析,着重探讨了翅片列间距对传热性能
  目的:探讨关节镜治疗膝关节弥漫型色素沉着绒毛结节性滑膜炎的短期临床疗效.方法:自2007年1月~2011年1月对7例弥漫型色素沉着绒毛结节性滑膜炎患者进行了全滑膜切除术,并进
会议
该文利用混沌理论这一新一数学工具来研究多相并流体系的动力学特征,从一个新的视角考察多相流动的复杂动力学行为.通过对多相流体系压力波动信号的时域分析、频域分析、相关