煤與（yǔ）生物質（稻秸稈）共熱（rè）解反應（yīng）及動力學分析二

發布（bù）日期：2017-08-07發布人：草莓视频官网能源機械點擊次（cì）數（shù）：0

三（sān）實驗結果與剖析

1 生物質（稻秸稈）與煤（méi）單獨實驗結果及剖析

對生物質及煤（méi）的熱重實驗已有很多（duō）學者研討過[9-12]。本次實驗主（zhǔ）要用（yòng）來作比照實驗。

圖1 稻秸稈、褐煤和無煙煤熱解曲線

圖1為三種樣品單獨熱（rè）解的TG和DTG曲線。由圖（tú）可（kě）知，稻秸杆在50℃以上由（yóu）於枯燥和水剖析出開端明顯的失（shī）重；在200℃-400℃主要為半纖維素（sù）和纖維素吸熱合成使失重速率加快（kuài）且在325℃到達最大，熱解後含碳較少；在大於400℃後，主（zhǔ）要為木質素（sù）的熱解，反響速率較低，熱解（jiě）後含碳較多。另（lìng）外，無煙煤由於水分、揮發分少，最大熱解速率小於褐煤且對應的熱解（jiě）區間也比褐煤傾（qīng）向高溫（wēn）區。兩種煤的熱解過程中都呈現兩個熱（rè）解（jiě）效率的頂峰。第一個峰值，主（zhǔ）要是一次氣體析出，此時放出含有C、H、O的化合物；第二個峰值主要為二次氣體析出形成，主要是甲烷和氫，量比擬的小。與生物質相比，兩種煤熱解所需求的溫度較高（gāo），其熱解總（zǒng）發（fā）作在比生物質熱解溫度高的區域。

表2中列出了不同混合比例的稻秸稈與煤（褐煤（méi）及無煙煤）的熱解（jiě）參數。由表能夠看出（chū），稻（dào）秸稈的參（cān）入（rù）有利於（yú）這兩種煤的熱解向（xiàng）低溫段挪動。但是隨著稻（dào）秸稈參混比（bǐ）例的上升，這種促進作用反而降落。歸其緣由是由於生物質的參加對（duì）煤的熱解（jiě）過程同時有促（cù）進（jìn）和抑（yì）止兩方麵的作用[7]：一方麵，在生物質熱解後（hòu）的灰中堿（jiǎn）金屬含量比擬高。稻秸稈熱解後，灰（huī）中K20、N2O、Ca2O含量（liàng）較高。這些堿金屬對煤的熱解起到一定的催化作用；其次，稻秸（jiē）稈中H/C為（wéi）0.16 ,煤約為0.07。在煤熱解（jiě）過程中，假如氫可以恰當地分配給碳原子，則煤中的氫（qīng）量簡直足以（yǐ）使之全部揮發。但（dàn）由於煤的構造特性（xìng），氫（qīng）主要以化合水(來源於羥基)和高度穩定的輕質脂肪烴(如甲烷及乙烷)的方式逸出，因此使急需（xū）氫的其他碳原子（zǐ）無緣與（yǔ）氫分離。在煤（méi）化工中，加氫熱解能夠進步煤熱解（jiě）轉化率，進步焦（jiāo）油產量，改（gǎi）善焦油質量。生物（wù）質的H/C比率高，內部氫足以使其完整（zhěng）揮發，氫氣氛圍對煤的熱解影響較大，能夠作為煤（méi）很好的供氫劑。在生物質（zhì）混合物與煤共熱解過程中，生（shēng）物質混合物提早熱解產生氫，而煤是貧氫物質，在共熱解中（zhōng），生（shēng）物質中的氫有可能轉移到褐煤中，有利於褐煤的熱解（jiě）；另一方麵，由於生物質密度僅（jǐn）為褐煤的一半左右，在熱解中還會呈現軟化、變（biàn）形以至活動（dòng），生物質（zhì）可能在煤揮發分熱解（jiě）析出之前（qián）黏附（fù）、掩蓋在煤粉顆粒（lì）外（wài）表，梗塞煤微細孔，障礙煤的揮發分的逸出和擴散，因此使生物質與煤共熱解過程中褐煤（méi）揮發剖析出溫度升高。綜合上述兩方麵緣由（yóu），當稻秸稈參混比例較低時，對煤（méi）熱解的促進作（zuò）用強於抑（yì）止作用，使（shǐ）兩種煤（méi）的最大熱（rè）解速率所對應的溫度降低，使熱解向（xiàng）低溫區挪動；但是隨著稻秸稈參混比例的上（shàng）升，大量的稻秸稈高溫顆粒流化（huà）掩蓋在煤粒外表，這種抑止作用加（jiā）強，使煤的主要熱解區向低溫段挪動（dòng）的水（shuǐ）平降落，以至相關於（yú）混比擬小（xiǎo）的狀況有所（suǒ）倒退。如稻秸稈生物（wù）質與無煙煤比例為2：3時，Tmax2為512℃，而當比（bǐ）例為3：2時，Tmax2反而上升為523℃。

當稻秸稈參（cān）混比例在80%以上時，熱解過程簡直跟稻秸稈單獨熱解（jiě）過（guò）程（chéng）相同，這（zhè）是由於稻秸稈的熱解發作在煤熱解之前，並且煤中堿金屬含量十分低，其對生物質的（de）催化作用能夠疏忽不計（jì）。

另外，從表2中還可（kě）知，稻秸稈對煤的熱（rè）解的促進作用依據煤種的不同，影響狀況也不完整相同。在無煙（yān）煤和褐煤的比照中，能夠看出，隨（suí）著煤齡的增加，這（zhè）種促進作用是削弱的（de）。在參混比例為3：2時，稻秸稈使褐煤（méi）的第二個熱解頂峰段提（tí）早了28.3℃，而對無煙煤隻提早了8.5℃。這可能與煤（méi）自身的活性有關（guān），褐煤中揮發分的含量較高，熱解溫度較低，煤的活性也比擬的大，高活性的煤焦有很強的吸附才能，能很好的吸收生物質熱解後產生的催化粒子，在生物質中（zhōng）堿金屬的催化下，促進效（xiào）果（guǒ）比無煙煤的狀況要好（hǎo）得多。

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相（xiàng）關評（píng）論

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