玉米秸稈成型顆粒催化熱解氣化試驗(yàn)研究.pdf

1、生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)是一種具有潛力的生物質(zhì)能利用方式，主要有熱解和氣化兩種途徑。通過熱解可以制備熱解焦炭、生物質(zhì)焦油和熱解氣，而生物質(zhì)氣化技術(shù)也可在不同氣化劑作用下制備不同目標(biāo)產(chǎn)物。目前生物質(zhì)能利用主要存在能量密度低、儲存運(yùn)輸不方便、以及熱解氣化效率低等問題，針對于此本文選取玉米秸稈成型顆粒作為試驗(yàn)原料，以及三種廉價催化劑（即鐵系催化劑Fe2O3、堿金屬催化劑Na2CO3和堿土金屬催化劑CaO），同時考察不同溫度下催化劑對玉米秸稈成型顆

2、粒熱解產(chǎn)物和水蒸氣氣化產(chǎn)物的影響。
　　試驗(yàn)選取自制玉米秸稈成型顆粒，粒徑8mm，通過熱重試驗(yàn)分析玉米秸稈成型顆粒失重特性，得知玉米秸稈成型顆粒失重分為三個階段，分別為水分揮發(fā)階段，半纖維素裂解階段、纖維素和木質(zhì)素裂解析出階段。之后通過管式爐研究不同升溫速率和熱解終溫對玉米秸稈成型顆粒熱解產(chǎn)物的影響，結(jié)果表明升溫速率和熱解終溫的提高會促進(jìn)生物質(zhì)焦油的產(chǎn)生，在升溫速率60℃/min，終溫550℃焦油產(chǎn)率達(dá)到最大值。催化劑的添加對熱解

3、產(chǎn)物分布規(guī)律產(chǎn)生了很大影響，使用的三種催化劑中，F(xiàn)e基催化劑可以明顯促使焦油產(chǎn)率增加，而Na基催化劑使焦油產(chǎn)率出現(xiàn)下降，并且Na接催化作用下的熱解產(chǎn)氣率明顯高于另外兩種催化劑。在對熱解氣組分進(jìn)行分析時發(fā)現(xiàn)隨著熱解終溫的提高熱解氣中H2、CH4體積分?jǐn)?shù)逐漸增加，同時熱解氣低位熱值也隨之提高，在Ca基催化劑作用下熱解氣低位熱值可達(dá)到11.74MJ/Nm3。
　　為了實(shí)現(xiàn)資源充分利用以及制取富氫燃?xì)?，特選取玉米秸稈成型顆粒熱解焦炭作為氣

4、化試驗(yàn)原料，采用水蒸氣作為氣化劑，考察不同溫度（750℃～950℃），不同催化劑對氣化試驗(yàn)中氣化氣組分、產(chǎn)氣熱值、產(chǎn)氣率的影響。結(jié)果表明隨著氣化溫度的提高H2體積分?jǐn)?shù)逐漸增加，催化劑的添加可以降低氣化活化能，使H2體積分?jǐn)?shù)在較低溫度下達(dá)到峰值。在850℃，Ca基催化作用下H2體積分?jǐn)?shù)達(dá)到最大值66.36%。在750℃時Ca基催化作用下氣化燃?xì)獾臀粺嶂颠_(dá)到最大值14.10MJ/Nm3，屬于中熱值燃?xì)?。溫度的升高促使產(chǎn)氣率明顯增加，而催化劑