【摘 要】
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我国每年农业、林业等废弃物的年产量约合4亿t石油当量,是名副其实的农业大国。随着能源短缺成为社会不可忽视得严重问题,生物质能作为一种新型的可再生能源逐渐的走进人们的生活。热解气化技术可以直接从生物质中提取出富含有高热值的可燃气,是实现生物质高值化利用的有效方法。本文选用松木作为原料,经过改变实验条件,研究了惰性气氛下各种变量对生物质热解过程中固相、液相和气相产物分布及其含量的影响,并对液相产物进行
【基金项目】
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国家重点研发计划（No.2018YFF01011400）； 国家自然科学基金（No.21808227）；
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我国每年农业、林业等废弃物的年产量约合4亿t石油当量,是名副其实的农业大国。随着能源短缺成为社会不可忽视得严重问题,生物质能作为一种新型的可再生能源逐渐的走进人们的生活。热解气化技术可以直接从生物质中提取出富含有高热值的可燃气,是实现生物质高值化利用的有效方法。本文选用松木作为原料,经过改变实验条件,研究了惰性气氛下各种变量对生物质热解过程中固相、液相和气相产物分布及其含量的影响,并对液相产物进行蒸汽重整反应动力学研究,结果如下:（1）利用热重分析仪考察生物质热分解的基础特性。研究发现,生物质热解分为水分脱除、挥发分析出和炭化三个阶段。挥发分析出为热解反应的主要阶段,温度区间为250-400℃,失重率约为70%。（2）采用外热式内构件固定床反应器进行生物质热解小试实验,主要考察了反应温度,粒径大小和生物炭催化对热解产物分布及其品质的影响。结果表明:随温度的升高,半焦产率和焦油产率都有所减少,热解气含量增大,900℃下H2占总气体体积的21.0%。粒径的减小,对半焦和热解气的影响较小,而焦油的产率减少9.1%,同时,焦油中蒽油含量增加;在大颗粒半焦催化实验中,气体的总产率为14.5%。（3）采用微型流化床对焦油进行蒸汽重整实验,考察了热裂解与蒸汽重整的产物区别。在热裂解过程中,随温度增加,各气体（H2、CO、CO2和CH4）产率和总碳转化率增加。在焦油蒸汽重整过程中,在950℃、SP=30%条件下,总碳转化率达到92.3%。蒸汽分压的不同对各气体组分的影响也是不同的。随分压增加,CO、CH4的生成速率和总碳转化的反应速率增加;H2生成速率逐渐下降,速率稳定段扩大;CO2生成速率在850℃时有最大值。（4）采用均相模型求取焦油蒸汽重整反应过程中的活化能,气体产物的生成活化能（H2、CO、CO2和CH4）、总碳转化率及焦油转化率的活化能明显偏低,分别为90.10、42.01、58.56、64.92、61.44和63.26 k J/mol,对应数值明显小于焦油热裂解。
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