草类生物质热解特性及动力学的对比研究

我国长江中下游地区有大面积分布的芒属、芦苇、狼尾草,研究很少,应用少.为草类生物质能的开发与利用提供又一途径.对芒属、芦苇、狼尾草进行常压热重分析,同时与常见的稻草相比较,通过生物质热解失重率(TG)和失重速率(DTG)曲线,获得相关热解特性参数,采用生物质挥发分综合释放指数(D),并通过热分析数学方法求取生物质热解动力学参数.试验结果表明:草类生物质热解过程可以分为4个阶段,在563 K附近存在一个肩峰,失重都集中在460 K～673 K.挥发分综合释放指数则芒属>稻草>狼尾草>芦苇,活化能则芒属>稻草>狼尾草>芦苇,固体剩余物则芒属>狼尾草>稻草>芦苇,所以总体上看芒属的热解稳定性相对较差,芦苇的热解稳定性较好,同时采用二级反应动力学模型由Coats-Redfern法求的相应得活化能和频率因子.也为今后更好、更合理高效的利用这些草类提供实验数.     

不同生物质热解特性及动力学的对比研究

通过对稻壳、芒属及蓝藻进行常压热重实验,结果表明:生物质热解过程可以分为4个阶段,干燥失水、预热解、快速热解、缓慢热解.由于组成成分的差异,蓝藻的快速热解段相对稻壳及芒属相对较低.比较了热解综合特性指数大小:蓝藻＞芒属＞稻壳,即蓝藻的热解稳定性相对较差,稻壳的热解稳定性较好.用Coats-Redfern方法计算样品的热...     

生物质快速热解特性研究

采用管式炉试验台对中国3种典型生物质(谷壳、玉米秆和棉秆)快速热解过程中生成气的析出情况及碱/碱土金属析出规律进行研究.结果表明:3种生物质快速热解过程中CO、CH4和CO2同时析出,CO为主要析出气体,CH4和CO2的析出量明显低于CO.样品中碱金属的析出比碱土金属快,Na的析出率最高且其析出与样品挥发分的析出同步,可认为释放的Na以有机钠为主.碱金属的析出率最终都在60％～80％,而碱土金属的析出率最终都在30％～40％,余下的碱土金属都残留在灰分中.     

生物质与烟煤共热解特性研究

选取稻壳和松木屑等生物质,按不同比例与两种煤化程度不同的烟煤进行混合,采用热重分析的方法,研究不同生物质与烟煤单独热解和共热解的特性,研究了在自制复合型镍基催化剂条件下烟煤和松木屑的共热解特性及催化剂对焦油成分的影响.研究表明:在该实验条件下,烟煤与生物质的热解不存在重叠,烟煤的最大热解量仅为生物质的1/3 ～1/2;生物质的添加在共热解过程中对烟煤的热解起到一定的促进作用,在原料比例为50∶50时,共热解的两个失重峰逐渐变为一个;在自制镍基催化剂条件下,共热解碳转化率提高3％ ～17％,焦油得到充分裂解,极大提高了原料利用率.     

生物质与煤共热解特性研究

选取4种典型生物质样品(麦秆、稻秆、木质素、造纸废液颗粒),将生物质样品与煤分别以1∶9、3∶7、5∶5的重量比例掺混。采用热重分析法,在相同升温速率下,对各掺混样品进行热解实验,探讨了生物质与煤热解特性的差异以及它们共热解时生物质对煤热解过程的影响。研究表明,生物质与煤的热解特性差异很大:生物质热解温度低,热解速度快,而煤相对热解速度慢,热解温度高;在生物质与煤混合热解时,总体热解特性分阶段呈现生物质和煤的热解特征;将各生物质样品与煤混合热解的实际微分曲线与按比例折算后曲线进行比较,得出实际微分曲线与折算曲线基本吻合,即生物质对煤的热解无明显影响。     

生物质热解与燃烧特性试验研究

对稻秆的热解特性和燃烧特性进行了热重分析(TG)和差分热重分析(DTG)研究.热解试验中采用高纯氮气作为保护气体.采用升温速率为15 ℃/min、40 ℃/min、100 ℃/min,加热终温800 ℃.燃烧试验在干燥热空气气氛下进行,升温速率40 ℃/min.通过对稻秆热解和燃烧特性的TG和DTG曲线,深入分析稻秆热解、燃烧的基本过程和基本特征.并通过动力学分析获得了不同升温速率下热解和燃烧的活化能和频率因子动力学参数.     

生物质与污水污泥共热解特性研究

采用热重分析仪(TGA)对生物质与城市污水污泥单独及共热解基本热解特性进行了考察,并结合测定的生物质中纤维素、半纤维素和木质素含量对共热解过程热解特性的影响规律发现:升温速率为20℃/min时,污泥单独热解分为水分析出、挥发分析出和焦炭化3个阶段;由生物质单独热解特性分析可知,松木屑热解特性最优,花生壳次之,狐尾藻最差;通过不同生物质添加量时的共热解过程考察,得知较高的生物质添加量更有利于共热解过程的进行;结合共热解特性变化与生物质组成的关系可知,含纤维素和木质素较多的松木屑与污泥共热解时有明显的协同作用发生,含木质素较多的花生壳也有较为明显的协同作用,含半纤维素较多的狐尾藻协同效果不明显。     

生物质与云南褐煤共热解特性研究

选取一种典型的生物质样品(木屑),将木屑与褐煤分别以15∶85、30∶70、50∶50的质量比例混合.采用热重分析法,在某一特定升温速率下,对各种混合物样品进行热解实验,探讨了单独木屑与褐煤热解特性的差异以及它们共热解时对褐煤热解过程的影响.实验研究表明,木屑与褐煤的热解特性差异较大,木屑的热解温度低,热解反应速度较快,褐煤的热解温度高,热解速度相对较慢.木屑与褐煤共热解特性并不是单独褐煤和单独木屑的简单叠加,而且木屑与褐煤混合热解过程的放热量和木屑的混合比例关系较大.     

生物质热解与生物油的特性研究

用木屑、稻壳、玉米秆和棉花秆为原料进行了热解液化试验,生物油的产率分别为63%、53%、57%和56%,生物油的热值均为17~18MJ/kg。生物油成分分析表明,生物油是一种复杂含氧有机化合物与水组成的混合物,包括了几乎所有化学类别的有机物,如醚、酯、醛、酮、酚、醇和有机酸等。生物油粘温特性研究表明,当温度低于85℃时,生物油粘度随着温度升高而减小,符合液体粘温通用关系式;当温度高于85℃时,生物油粘度随着温度升高而上升,生物油中某些化合物开始产生聚合反应。     

生物质燃料的燃烧与热解特性

根据实验研究得出生物质的燃烧和热解特性：生物质的燃烧过程分为四个阶段，即生物质的脱水，生物质热解和挥发物燃烧，挥发物的燃烧与固体碳表面燃烧并存，固体碳的表面燃烧。不同生物质的放热规律类似。第一个燃烧峰的放热面积小于第二个峰的面积。挥发物的燃烧速率比碳化物质快。生物质的纯热解过程有三个阶段，即脱水、热解和碳化。     

生物质固定床热解特性的试验研究与分析

对稻杆、稻壳、木屑在固定床热解反应器内的热解特性进行研究,考察热解反应温度和生物质种类对热解特性的影响,分析了热解产物的性质。结果表明,三种原料热解气的热值在１２０００￣１５０００ｋＪ／Ｎｍ＾３之间,可满足民用煤气的热值要求;产气率一般为０．２５￣０．４５Ｎｍ＾３／ｋｇ,其中稻壳的产气率最低;温度对热解产气率、生物油产率的影响很大,对热解气组份、热值、气流率及半焦产率影响也较显著;生物油的特性数据     

生物质闪速热解挥发特性的研究

以等离子体为热源，利用层流炉热解试验台对稻壳等生物质进行了闪速热解挥发试验，得到了不同加热温度和挥发时间下的热解挥发百分比数据；根据试验数据，计算出了Arrhenius一级反应动力学模型的表观频率因子和表观活化能参数的值。研究发现，在闪速加热条件下，同一种生物质的热解动力学参数不随工况发生变化；不同生物质的表观频率因子和表观活化能的值不同；试验数据与模型具有很好的吻合性，该模型可以作为生物质闪速热解的计算模型之一。     

秸秆类生物质热解特性及其动力学研究

该文对秸秆类生物质的热解行为进行了热重分析（TG）和差分热重分析（DTG）研究。加热速率分别为10K／min、20K／min和30K/min，加热终温为1173K；采用高纯氮气做保护气；样品粒径为250μm－1000μm。通过对TG、DTG曲线的分析，深入研究了加热速度、温度、加热时间等对热解过程的影响，建立了北方典型的秸秆类生物质的反应动力学方程，得出了该类物质热解反应动力学参数、表观活化能和频率因子，并提出了相应的热解机理。     

生物质成型燃料热解特性及动力学研究

利用NETZSCH STA409PC型热重-差热分析仪对生物质成型燃料在以10℃/min、20℃/min及30℃/min升温速率下的热解过程进行了热重分析。对TG-T、DTG-T曲线分析,结果表明生物质成型燃料热解过程分为干燥、热解预热、热解与炭化4个阶段,热解过程随着升温速率升高出现热滞后现象。对剧烈失重区间建立了反应动力学模型,求解出此温度区间的表观活化能、频率因子等动力学参数。     

3种典型水生生物质热解特性的对比研究北大核心CSCD

文章通过对淡水芦苇、海水芦苇和互花米草的热解特性进行对比研究发现:互花米草的热解温度低于芦苇;互花米草炭和海水芦苇炭的比表面积大于淡水芦苇炭;互花米草炭和海水芦苇炭的灰分含量高,热值低;互花米草热解油的产率和热值均低于两种芦苇热解油,其中不含2~3环芳烃及其衍生物,单环芳烃及其衍生物的含量也较低。3种生物质热解气中的CO_(2)含量比较为“互花米草>海水芦苇>淡水芦苇”;与CO_(2)含量顺序相反,其CO_(2)和H的含量为“淡水芦苇>海水芦苇>互花米草”。以上3种生物质的热解特性差异由其“三组分”组成、无机盐含量及种类的差异所决定。     

生物质成型颗粒热解特性的实验研究

目前生物质层燃锅炉在我国得到了较快发展,其使用的燃料多为生物质成型颗粒。为了对生物质成型颗粒燃料特性及层燃特性进行深入分析,应用TA热重分析仪和大颗粒热重实验台,对秸秆和木屑两类成型颗粒进行了热解特性的实验研究。实验结果表明:生物质成型颗粒热解起始温度低、析出的挥发分高,同时不同颗粒粒径对热解过程有一定的影响。最后通过热分析动力学方法计算得到热解反应动力学参数。     

粤西地区生物质热解特性及其动力学研究

以粤西地区生物质稻草、玉米秆、玉米芯、荔枝条及龙眼枝为研究对象,采用TG-DSC实验技术和差减微分法Freeman-Carroll,对其热解特性曲线和机理进行分析并计算热解特性参数及动力学参数。结果表明:试样稻草、荔枝条及龙眼枝均出现1个明显DTG峰,玉米芯出现3个明显DTG峰;玉米秆的半纤维素热解生成的"活性中间产物"再次以几乎相等的热解速率(即等DTG值)发生二次热解生成气体析出,导致在其2个DTG峰之间出现1个近似水平平滑的肩状峰;玉米芯、荔枝条及龙眼枝在高温热解区段出现DSC吸热峰;玉米秆低温段的挥发分初始析出温度、峰值温度以及半峰温度宽度均最小;草本类生物质较木质类生物质易于热分解;玉米秆和玉米芯热解的质量变化所占比例、挥发分综合释放特性指数、活化能及频率因子均随热解温度区段的升高而逐渐增大。     

生物质混合物与褐煤共热解特性的试验研究

选取秸秆、稻壳、玉米芯、木屑、沙柳枝和叶、旱柳枝和叶、紫花苜蓿、芦苇、碱草等13种农业和林业废弃物、草木类等生物质，按相同比例混合为生物质混合物，采用热重分析仪分析研究该生物质混合物与某典型褐煤在不同混合比例下的共热解特性，计算了生物质挥发分析出终止温度并合理定义了褐煤挥发分析出温度。热解试验表明：不同比例的生物质混合物与褐煤在共热解过程中，热解产物的产率基本等于单独热解生物质和褐煤的产率加权平均值；生物质混合物的比例在20％～400％时，褐煤挥发分析出温度低于褐煤单独热解时挥发分析出温度，生物质中的高碱金属和CaO含量及H／C比较大等因素的存在具有一定的促进作用；生物质混合物的比例在50％以上时，由于生物质密度较小且易软化，阻碍煤挥发分的选出和扩散，使褐煤挥发分析出温度显著高于褐煤单独热解时挥发分初始析出温度，生物质对褐煤热解有抑制作用。     

生物质废弃物热解特性的热重分析研究

采用热重分析方法,以氮气为载气,在室温和973K之间,以三种升温速率(10,20,30K/min)对三种生物质废弃物试样(稻秆、稻壳和白松木屑)进行热解实验。确定了起始分解温度D。采用了生物质整体热解分区、生物质化学组分热解分区、活化热解与消极热解分区等三种热解分区方法进行分析。由于三种试样化学成分的差别导致热解特性的差异。得到了三种试样热解动力学参数。