生物質與煤共氣化特性的研究.pdf

1、生物質能是清潔的可再生能源。隨著化石能源供應的日益緊張，世界各國對生物質能源研究開發(fā)和利用引起了高度關注。生物質能在中國儲量豐富，合理開發(fā)利用對解決我國能源短缺現(xiàn)狀有重要意義。近年來，生物質逐步被用作氣化原料，但單獨氣化時存在較多缺點而使其發(fā)展受到了限制。將生物質與煤共氣化既能克服生物質單獨氣化過程中的各種弊端，又可彌補化石資源的短缺，無論從生態(tài)學還是經(jīng)濟學的角度分析，都是最可行的利用方式之一。
　　 生物質和煤共氣化是由共熱解

2、及其混合焦共氣化兩個主要過程組成，本文利用熱重分析儀和Pro/Ⅱ化工流程模擬軟件研究了玉米秸稈(JG)、楊木屑(MX)兩種生物質與平朔煤(PS)和伊寧煤(YN)分別按不同比例摻混共熱解、共氣化的特性。首先考察了不同生物質與煤共熱解、共氣化的基本特性，選擇了生物質與煤共熱解適合的反應動力學模型，并求出反應動力學參數(shù)；其次研究了不同生物質種類、摻混比例以及不同熱解終溫等條件對生物質與煤共熱解、共氣化特性的影響規(guī)律；最后用Pro/Ⅱ化工流程模

3、擬軟件模擬了生物質與煤在水蒸氣氣氛下的共氣化過程，討論了不同溫度、不同壓力、不同配比的情況下，生物質與煤共氣化產(chǎn)物中氣體組分的變化規(guī)律。得到主要結論如下：
　　 (1)生物質與煤的熱解特性具有差異較大，與煤相比，生物質熱解時揮發(fā)分析出速率快，熱解溫度低，固體產(chǎn)率(玉米秸稈、楊木屑分別為7％、9％)遠小于伊寧煤(55％)和平朔煤(64％)。
　　 (2)平朔煤與不同比例的玉米秸稈混合共熱解的總體熱解特性對應于不同階段玉米秸

4、稈與平朔煤的揮發(fā)分析出特性。玉米秸稈的加入對平朔煤半焦產(chǎn)率的影響不大，實驗值與理論計算值差值小于5％，二者無協(xié)同作用的發(fā)生。
　　 (3)伊寧煤與不同比例的楊木屑混合共熱解過程中有協(xié)同效應發(fā)生，楊木屑促進了氣體產(chǎn)物總量的生成，降低了熱解半焦產(chǎn)率。其中楊木屑灰中的堿金屬化合物是共熱解過程中發(fā)生協(xié)同效應的重要因素。
　　 (4)在相同的反應條件下，生物質焦水蒸氣氣化反應速率明顯高于煤焦，兩種生物質焦及兩種煤焦的水蒸氣反應活性

5、由高到低的順序為：玉米秸稈焦>楊木屑焦>伊寧煤焦>平朔煤焦。
　　 (5)30％木屑與70％伊寧煤的混合焦(MX30％YN70％)進行水蒸氣氣化反應(氣化溫度區(qū)間為800℃～1000℃)，碳轉化率的計算值均大于實驗值，楊木屑抑制了MX30％YN70％混合焦與水蒸氣的實際氣化反應速率。
　　 (6)楊木屑與伊寧煤共氣化過程中，H2，CO，CH4和CO2等氣體組分的含量隨氣化溫度、壓力以及生物質摻混比例的改變而發(fā)生變化。氣化