生物质与煤加压热解行为及炭气化反应性研究

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热解是将生物质和煤转化为高价值产物的重要技术之一。本论文重点研究加压条件下生物质热解、生物质与煤共热解及加压热解炭的气化反应性,主要内容包括如下三个方面:采用固定床反应器进行稻壳热解实验,考察了相等线速度和相等体积流量两种情况下压力(0.1-5.0MPa)对气体释放和生物油品质的影响。结果表明增大压力明显促进生物油脱氧反应,导致CO2和H2O产率大幅上升,从而使生物油热值显著提高,加压热解生物油中含有较多乙酸、苯酚和愈创木酚。以稻壳(RH)、玉溪(YX)煤和大王沟(DWG)煤为原料,进行生物质与煤加压共热解实验,主要考察压力对共热解行为的影响。结果表明增大压力在共热解过程中也有利于焦油脱氧,焦油中苯、甲苯和二甲苯(BTX)和苯酚、甲基苯酚和二甲基苯酚(PCX)产率有所提高,加压共热解所得焦油热值高于生物油热值。从炭和焦油产率看,RH与DWG煤显示出一定的协同作用,但水和气体产率并没有表现出明显的协同作用。对所得焦炭进行水蒸气非等温气化,从平均气化反应速率、活性点数和碳微晶结构等方面分析了焦炭的气化反应性。结果表明,气化反应性大小为:RH炭>YX煤焦>DWG煤焦;共热解炭气化反应性实验值低于计算值,气化反应向高温移动,从而导致CO2和H2产率实验值低于计算值,CO产率相反。
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