有機質(zhì)超臨界水熱解特性的研究.pdf

1、我國的生物質(zhì)能十分豐富，且其作為低碳能源，對于逐步改變我國以化石燃料為主的能源結(jié)構(gòu)具有重要作用，但是目前我國的生物質(zhì)能利用率很低，尋求一種高效利用生物質(zhì)能的處理方法具有非常重要的意義。同時隨著廢舊輪胎的不斷積累，其引起的環(huán)境問題越來越嚴重，廢舊輪胎的回收處理將是一無法回避的環(huán)保課題，為其再生利用尋找出路迫在眉睫。 超臨界水熱解技術(shù)是一種有效處理有機質(zhì)的環(huán)境友好新型技術(shù)，本文對超臨界水熱解木屑及廢舊輪胎進行了初步的理論和實驗研究

2、。 在綜合國內(nèi)外有關(guān)研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合超臨界水的性質(zhì)及反應(yīng)特點，歸納出適合超臨界水反應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，包括連續(xù)性方程、動量方程、能量方程等；總結(jié)了幾種典型有機物在超臨界水反應(yīng)中的傳熱經(jīng)驗關(guān)聯(lián)式、反應(yīng)動力學(xué)方程、多孔介質(zhì)中水的描述方程、生物質(zhì)在超臨界水中反應(yīng)速率的表達式等。根據(jù)IAPWSformulation97所提供的超臨界水的物性參數(shù)，擬合出超臨界狀態(tài)下密度、導(dǎo)熱系數(shù)、動力黏度、定壓比熱等以溫度為自變量的二次函數(shù)表達式。

3、 本文在間歇式實驗臺上，進行了典型有機質(zhì)木屑及廢舊輪胎在超臨界水中的熱解實驗，研究了溫度、壓力等因素對熱解反應(yīng)率、殘渣中碳含量、氣體產(chǎn)物分布等的影響規(guī)律。結(jié)果表明： 木屑在亞臨界狀態(tài)下熱解已經(jīng)較為完全，但是隨著溫度和壓力的升高，其熱解程度進一步加深，殘渣中的碳含量也在逐步升高，但是趨勢都在逐漸減緩，平均碳含量約為70﹪。而廢舊輪胎在亞臨界狀態(tài)的熱解反應(yīng)率僅有0．4，其熱解程度也隨著溫度和壓力的升高而逐漸加深，在500℃、22

4、.2MPa反應(yīng)已經(jīng)接近完全，殘渣中碳含量隨著溫度和壓力的升高出現(xiàn)先升高后降低的趨勢，平均含碳量在80﹪以上。壓力在臨界點附近對廢舊輪胎的熱解影響較大。 反應(yīng)后的氣體產(chǎn)物分析表明，木屑及廢舊輪胎在超臨界水中熱解均無SO<,2>、NOx等有毒有害氣體產(chǎn)生。 木屑超臨界水熱解后的氣體產(chǎn)物主要為CO<,2>、H<,2>、CO、CH<,4>及一些烴類氣體。CO<,2>含量隨著溫度升高先增加后減少，CO的含量較低，且基本保持不變

5、，CH<,4>含量則是隨著溫度的升高一直在升高。壓力升高，CO、CH<,4>含量降低，CO<,2>、C<,2>-C<,6>烴類氣體含量升高。 CH<,4>是廢舊輪胎在超臨界水中熱解的主要氣體產(chǎn)物，隨著溫度的升高其含量迅速升高，且升高速率越來越大，400℃-500℃是CH<,4>生成的主要溫度階段。CO<,2>含量也是隨著溫度的升高而升高，但是增長速率卻遠小于CI-h。CO含量較低，在450℃-500℃范圍內(nèi)略有升高。 超臨界水