發(fā)布時間：2020-11-16 18:40

　　 發(fā)展生物質(zhì)能源是緩解能源短缺和環(huán)境污染的有效途徑,但生物質(zhì)作為燃料利用尚存諸多缺陷,在規(guī)模化應(yīng)用上十分局限。近年來發(fā)展起來的生物質(zhì)烘焙技術(shù)是一項生物質(zhì)燃料高值化預(yù)處理技術(shù),其能夠有效提高生物質(zhì)材料的能源品質(zhì),降低物料的運輸與儲存成本。但目前國內(nèi)對于該技術(shù)的研究還處于起步階段,特別是對于木質(zhì)生物質(zhì)烘焙產(chǎn)物熱轉(zhuǎn)化過程的研究還有所欠缺。鑒于此,本文對我國典型木質(zhì)生物質(zhì)的烘焙特性及烘焙對其后續(xù)熱解和燃燒過程中反應(yīng)性的影響進(jìn)行了深入地研究。首先使用不同尺寸的荷木球狀顆粒來作為實驗樣品,進(jìn)行了不同加熱溫度和不同停留時間的烘焙實驗。結(jié)果表明烘焙后樣品的形貌特征會發(fā)生改變:烘焙后荷木顆粒的顏色加深、體積收縮,質(zhì)量上存在一定程度損失,且其質(zhì)量變化幅度較體積更大,最終表現(xiàn)為密度的降低。在元素含量上,烘焙后荷木顆粒碳元素相對含量上升,氫、氧元素相對含量下降,因此樣品的高位發(fā)熱量也有所增加。并且由于烘焙過程中可燃?xì)怏w組分的揮發(fā),樣品的能量得率有所下降。這些變化的程度都會隨烘焙程度的增加而更為顯著。綜合各方面的影響因素來看,290℃1小時對于荷木顆粒是一個比較合適的烘焙條件。然后以六種典型的木種作為研究對象,使用熱重分析技術(shù)探究經(jīng)不同烘焙條件預(yù)處理后各木質(zhì)生物質(zhì)樣品的熱解特性。結(jié)果表明烘焙前后各樣品的熱解過程符合雙組分分階段一級平行反應(yīng)模型。并且烘焙對于不同木質(zhì)生物質(zhì)熱解特性的影響基本一致:烘焙后各樣品的熱解過程均向高溫處偏移,樣品揮發(fā)分也釋放得更為集中和劇烈。但程度較深的烘焙會導(dǎo)致樣品中的有機(jī)組分過度分解,從而使得樣品揮發(fā)分析出的劇烈程度降低。并且由于生物質(zhì)主要有機(jī)組分含量的相對變化,烘焙后不同階段內(nèi)樣品的熱解反應(yīng)活化能和指前因子均有所上升。最后,對烘焙前后的六種木質(zhì)生物質(zhì)樣品的熱解焦產(chǎn)率和焦反應(yīng)性進(jìn)行了實驗分析。結(jié)果表明烘焙前后不同木質(zhì)生物質(zhì)樣品的絕對焦產(chǎn)率變化幅度不相一致,其中櫸木、桐木、松木和沙比利木的絕對焦產(chǎn)率與未烘焙樣品相比變化幅度很小,而巴沙木和荷木的絕對焦產(chǎn)率則明顯高于未烘焙樣品。烘焙前后各樣品熱解焦在800℃的等溫燃燒失重結(jié)果表明,烘焙對于不同木質(zhì)生物質(zhì)焦燃燒反應(yīng)性的影響也不盡相同。對于松木和沙比利木來說烘焙會提升其焦的燃燒反應(yīng)性,但對于桐木和荷木來說烘焙會使得其焦的燃燒反應(yīng)性有所弱化,而烘焙對于巴沙木和櫸木焦的燃燒反應(yīng)性基本無影響。
【學(xué)位單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：TK6
【部分圖文】：

耗（23 千瓦時/噸）僅為烘焙前（238 千瓦時/噸）的十耗水平，這表明烘焙能夠大幅度降低生物質(zhì)的研磨成本續(xù)利用都有積極的意義。]針對烘焙前后櫸木木屑的氣化實驗表明，烘焙能夠顯著和 CO 產(chǎn)出量，但會在一定程度上降低生物質(zhì)氣化后殘生物質(zhì)烘焙產(chǎn)物的理化特性與煤質(zhì)進(jìn)行了比較分析，典 Van Krevelen 圖如圖 1-1 所示，可以很明顯的看出由于分水分和部分質(zhì)揮發(fā)分，烘焙后的生物質(zhì)具有更低的 一定烘焙溫度和時間的條件下，烘焙后的生物炭的 O/，在燃燒效能上也幾乎能夠達(dá)到煤的水平。Nhuchhen 物質(zhì)及煤質(zhì)特性作了更為詳細(xì)的比較，如表 1-3 所示。明顯優(yōu)于木材和木屑顆粒，在熱值及能量密度等參數(shù)上灰分含量等參數(shù)上甚至優(yōu)于煤質(zhì)。

生物質(zhì)烘焙實驗臺架系統(tǒng)圖

圖 2-2 生物質(zhì)烘焙實驗臺架實物圖物特性分析分析焙后顆粒外觀變化的實物照片。從圖 2-3 中可化，與原始荷木顆粒（raw）的淺黃色相比，烘焙著烘焙溫度和時間的增加而更加明顯，290℃1h 和乎是純黑色。除了顏色變化外，烘焙后荷木顆粒以發(fā)現(xiàn)在烘焙之后，荷木顆粒形狀從球體向橢圓，荷木顆粒形體變化得更加明顯，這一觀察結(jié)果木樣品的收縮變化在體積上表現(xiàn)得更為直觀，基荷木顆粒烘焙前后的體積變化如圖 2-4 所示，可
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本文編號：2886528