用于混合氣化的生物質(zhì)烘焙預(yù)處理的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)快速發(fā)展,能源需求量日益增加;但是化石能源的廣泛應(yīng)用造成了日益嚴(yán)重的環(huán)境問題,而且其儲量也有限。生物質(zhì)能是CO2中性的可再生清潔能源,每年的產(chǎn)量巨大。然而生物質(zhì)的利用存在著收集運(yùn)輸和儲存成本高,磨粉能耗大等缺點(diǎn)。生物質(zhì)烘焙預(yù)處理是一種能夠顯著改善生物質(zhì)磨粉性能,提高生物質(zhì)能量密度和儲存性能,降低生物質(zhì)運(yùn)輸儲存成本的合理有效的方法。生物質(zhì)與煤混合氣化不僅有利于生物質(zhì)的規(guī)模化利用,而且更夠改善煤的氣化特性。
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2、首先對生物質(zhì)能源的特點(diǎn)、轉(zhuǎn)化利用技術(shù)、生物質(zhì)能利用的情況和政策,生物質(zhì)利用的預(yù)處理方式以及混合氣化的研究情況進(jìn)行了總結(jié)。接著對農(nóng)業(yè)生物質(zhì)秸稈進(jìn)行了烘焙預(yù)處理研究。在固定床實(shí)驗(yàn)臺進(jìn)行了四種典型的農(nóng)業(yè)生物質(zhì)秸稈N2氛圍下的烘焙預(yù)處理試驗(yàn),終溫為200℃、250℃、300℃,加熱時(shí)間均為30min。熱解得到的固體半焦產(chǎn)物能量密度顯著提高,對比原始的生物質(zhì)其可磨性得到明顯改善,并且具有了疏水性,便于儲存運(yùn)輸和磨粉用于氣流床氣化。熱解氣體產(chǎn)物以C

3、O2、CO為主還有少量CH4,并對氣體的產(chǎn)生進(jìn)行了動力學(xué)分析。液體產(chǎn)物主要是水分和焦油。隨著熱解溫度升高,液體產(chǎn)物和氣體產(chǎn)物量均增加,固體焦的質(zhì)量產(chǎn)率和能量產(chǎn)率都下降。然后分析烘焙預(yù)處理的可行性。測量了烘焙預(yù)處理產(chǎn)生半焦的熱值,求得了預(yù)處理過程的能量產(chǎn)率。雖然半焦的熱值隨烘焙溫度的升高而增加,但是其能量產(chǎn)率卻下降。生物質(zhì)在烘焙過程中的吸熱量很小,可以有自身的部分燃燒來提供。對250℃,30min條件下的烘焙過程;從固體能量產(chǎn)率、原始生物

4、質(zhì)和烘焙的固體產(chǎn)物運(yùn)輸儲存成本、研磨能耗對比等方面衡量了烘焙預(yù)處理的可行性。發(fā)現(xiàn)烘焙預(yù)處理技術(shù)相對未經(jīng)預(yù)處理的有競爭力。最后研究了生物質(zhì)半焦與煤在CO2作為氣化劑的氣化特性。分別對生物質(zhì)半焦、神府煤、以及兩者按質(zhì)量1:1的混合物在耐馳熱重上以溫速率為20℃/min從35℃升溫至1200℃進(jìn)行了氣化實(shí)驗(yàn)。生物質(zhì)半焦單獨(dú)氣化反應(yīng)性比神府煤要好?；旌蠚饣磻?yīng)均好于單獨(dú)燃料的氣化反應(yīng)?；旌蠚饣磻?yīng)性不僅與生物質(zhì)種類有關(guān),而且與熱解預(yù)處理溫度有關(guān)