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1、生物質(zhì)能的轉(zhuǎn)化利用是緩解當(dāng)下化石能源匱乏的有效解決途徑。我國(guó)作為農(nóng)業(yè)人口大國(guó),玉米秸稈年產(chǎn)量豐富但能量利用率不高,固體廢棄物處理較難且容易污染環(huán)境危害人體健康。熱解技術(shù)作為當(dāng)下的研究重點(diǎn),可以將秸稈和固廢等生物質(zhì)中蘊(yùn)藏的能量轉(zhuǎn)化為應(yīng)用廣泛的三態(tài)產(chǎn)物,包括生物炭、生物油和熱解氣,有效回收能量的同時(shí)可以規(guī)避其對(duì)環(huán)境的影響,達(dá)到高值化利用生物質(zhì)能源的目的,發(fā)展前景廣闊。
本文在400℃、500℃、600℃、700℃和800℃的反應(yīng)溫
2、度下考察了玉米秸稈和三種固廢原料(菌渣、污泥和廢棄皮革)的熱解特性,主要指標(biāo)包括三態(tài)產(chǎn)物結(jié)果、產(chǎn)氣組成、產(chǎn)氣熱值和體系質(zhì)量衡算,同時(shí)分析了預(yù)處理分離過(guò)程中各被脫去組分對(duì)反應(yīng)的影響;對(duì)原料及生物炭進(jìn)行表征分析,主要表征方法有元素分析(OEA)、傅里葉紅外光譜分析(FT-IR)、掃描電鏡(SEM)和熱重分析法(TGA)。得出如下研究結(jié)論:
(1)熱解過(guò)程中隨著溫度的升高,炭產(chǎn)率逐漸減少,生物油質(zhì)量、產(chǎn)氣體積和產(chǎn)氣質(zhì)量逐漸增加,40
3、0℃-500℃溫度范圍內(nèi)產(chǎn)生較多的生物油;秸稈組分原料在600℃-700℃溫度范圍內(nèi)產(chǎn)氣體積增長(zhǎng)明顯,固廢原料在500℃-800℃間各溫度段增長(zhǎng)明顯。
(2)木質(zhì)素產(chǎn)生炭最多,在37.08%-59.71%間,纖維素生成炭量最少,800℃為12.57%;纖維素產(chǎn)油最多,在43.93%-46.7%之間,木質(zhì)素產(chǎn)油最少,最低為400℃的21.58%;產(chǎn)氣組成中,木質(zhì)素析出較多的H2和CH4,H2于800℃時(shí)達(dá)到最高含量32.94%,
4、CH4于500℃時(shí)達(dá)到最高含量31.15%;半纖維素CO2生成量最高,纖維素?zé)峤鈿庵蠧O體積分?jǐn)?shù)最高。不同原料均在700℃表現(xiàn)出最高熱值,組分原料中木質(zhì)素產(chǎn)氣熱值最高為3631.75kcal/Nm3,綜纖維素由于產(chǎn)生較多的CO2,氣體熱值最小為2651.7kcal/Nm3;固廢原料中菌渣產(chǎn)氣熱值最高為3779.6kcal/Nm3,污泥由于組成中雜質(zhì)較多,氣體熱值最小為2763.61kcal/Nm3,就熱值而言,菌渣高于木質(zhì)素,因此熱解技
5、術(shù)是固廢處理的重要工程實(shí)施方法。本實(shí)驗(yàn)體系有著良好的體系質(zhì)量衡算結(jié)果,反應(yīng)溫度的升高有助于減少體系質(zhì)量損失,本實(shí)驗(yàn)裝置可嘗試放大至工程規(guī)模運(yùn)行。
(3)抽提物不影響各項(xiàng)特性的變化規(guī)律,主要使秸稈炭質(zhì)量偏高和提高醇提秸稈產(chǎn)氣熱值;木質(zhì)素的脫除主要影響產(chǎn)氣組成中CH4的體積分?jǐn)?shù)和產(chǎn)氣熱值,700℃時(shí),較醇提秸稈而言,CH4含量下降了2.67%,熱值降低了300.19kcal/Nm3;半纖維素的脫除主要影響產(chǎn)氣組成中CO2的含量和產(chǎn)
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