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为缓解日益严重的能源短缺和环境破坏问题,生物质能作为一种储存量巨大,可再生的清洁能源被人类社会广泛关注。在生物质的利用中,热解是一种非常重要的热化学处理方式。钾等金属元素在生物质内有着丰富的含量,对生物质的热解过程有着重要的影响。不同赋存形态的金属元素对热解过程的影响有着显著的差别,有必要对其进行深入的研究。 本文选取烟杆生物质作为实验对象,在水平管式炉上对烟杆原样、洗样、添加样进行了慢速热解实验,对三态产物生成特性进行了全面的对比和分析,考察了不同赋存形态的钾元素对热解过程的影响。 首先用去离子水、乙酸铵溶液和盐酸溶液对烟杆原样进行逐步提取,水洗过程可以洗掉烟杆内部大部分的金属元素,烟杆生物质中钾等金属元素主要以水溶态和离子交换态形式存在。随着样品内钾等金属元素的减少,热解焦炭的产量逐渐减少,热解TG曲线均向高温段偏移。钾等金属元素的存在,对热解过程三态产物的组成有着重要的影响。这些金属离子能够促进焦炭的生成,催化焦油发生二次裂解,增加小分子气体的产率。 为了进一步考察水溶态和离子交换态钾对生物质慢速热解特性的影响,分别向烟杆酸洗样中添加KCl和CH3COOK两种不同形态的钾盐。实验结果表明:两种赋存形态的钾都能够降低烟杆样品的热解活化能,极大的促进慢速热解过程焦炭的生成;热解气产率明显增加,气体释放温度有所提前;热解油中轻质成分有所减少,组成成分变化明显;热解焦表面光滑密实,相比酸洗样焦炭疏松多孔的特征区别明显。烟杆生物质中不同形态的钾对慢速热解过程具有催化作用,而以水溶态形式存在的钾对热解过程的催化效果强于以离子交换态形式存在的钾。