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1、第43卷第1期煤化工Vo1.43No.12015年2月CoalChemicalIndustFeb.2015陜北油房梁煤與生物質(zhì)共熱解研究劉丹,王-7波,王汝成,閆朋輝,孔少亮,郝婷(陜西延長(zhǎng)石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司碳?xì)涓咝Ю眉夹g(shù)研究中心,陜西西安710075)摘要在N氣氛下,利用熱重分析儀對(duì)生物質(zhì)與陜北油房梁煤混合熱解特性進(jìn)行研究,重點(diǎn)考察了生物質(zhì)混摻比對(duì)煤熱解的影響。結(jié)果表明:相同升溫速率下,生物質(zhì)與煤在熱解過(guò)程中表現(xiàn)出明顯不同的熱解特征;生物質(zhì)與煤以不同摻混比進(jìn)行共熱解時(shí),得到的共熱解曲線分段呈現(xiàn)出生物質(zhì)與煤?jiǎn)为?dú)熱解的特性,且熱解殘余同體量與
2、摻混比呈線性關(guān)系;此外,對(duì)比混合物共熱解的實(shí)際特征曲線與理論計(jì)算曲線,發(fā)現(xiàn)實(shí)際DTG曲線也與理論計(jì)算的DTG曲線基本重合。從上述結(jié)果可預(yù)測(cè),在熱重反應(yīng)器同步升溫情況下,生物質(zhì)與煤在共熱解過(guò)程中不存在協(xié)同作用。關(guān)鍵詞油房梁煤,生物質(zhì),單獨(dú)熱解,共熱解,TG,DTG文章編號(hào):1005—9598(2015)一O1—0032—05中圖分類(lèi)號(hào):T0530.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A煤的熱加工轉(zhuǎn)化是煤炭清潔利用的一種重要途本研究采用熱重分析法,在相同升溫速率條件徑。其中熱解是煤炭熱轉(zhuǎn)化過(guò)程(包括燃燒、氣化、液下,對(duì)生物質(zhì)與陜北油房梁煤?jiǎn)为?dú)熱解及共熱解行為化等)的基礎(chǔ)和必
3、經(jīng)階段,通過(guò)熱解可以獲得不同化進(jìn)行研究。從熱解速率及熱解殘余固體量與摻混比關(guān)學(xué)品和液體燃料。但由于煤的H/c低、揮發(fā)分少,系等方面,探討不同生物質(zhì)與煤在共熱解過(guò)程中是否其熱解液體收率低、半焦收率高(>50%)。為了提高液存在協(xié)同作用。體收率,需要在富氫條件下進(jìn)行熱解或共熱解。生物質(zhì)作為一種可替代能源,具有可再生、污染1實(shí)驗(yàn)小、可減少cO排放等優(yōu)點(diǎn)。但由于生物質(zhì)能量密度低,直接利用存在很多缺點(diǎn),因此需要通過(guò)加工轉(zhuǎn)化1.1實(shí)驗(yàn)原料及性質(zhì)將其變?yōu)楦咂肺荒茉醇右岳胘。生物質(zhì)為富氫物本實(shí)驗(yàn)選用陜西及周邊常見(jiàn)的3種生物質(zhì)秸稈、質(zhì)、揮發(fā)分含量高,其熱解主要產(chǎn)物
4、以氣相組分為主木屑、核桃殼與陜北油房梁煤為原料,經(jīng)過(guò)干燥粉碎(包括生物油與不凝氣)。在共熱解過(guò)程中,生物質(zhì)可后過(guò)60目標(biāo)準(zhǔn)篩,選取目數(shù)大于60目部分,按照不以作為供氫物質(zhì)與煤可能發(fā)生協(xié)同作用,從而提同的摻混比進(jìn)行機(jī)械混合,進(jìn)行共熱解實(shí)驗(yàn)。所選原高焦油收率,也可以減少煤?jiǎn)为?dú)使用帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題。料的基本性質(zhì)分析見(jiàn)表1。表1生物質(zhì)與煤的基本性質(zhì)元素分析(ad)/%H/r業(yè)分析(ad)/%彈筒發(fā)熱量、”CHNS0?MVAFCQ/klJkg油房梁煤71.484.571.O00.4210.490.776.9031.975.1455.9928.53秸稈41.79
5、5.630.560.1743.561.622.8672.475.4319.2419.32術(shù)屑48.975.900.170.1442.411.452.4181.57微量16.022O.34核桃殼50.7l5.790.180.1740.401.372.7578.39微量18。862O.30注:0的含量利用差減法得到,計(jì)算公式:0~=100一朋-,4一c一一N舢~S。收稿日期:2014—1O—O7作者簡(jiǎn)介:劉丹(1987一),女,陜西西安,助理工程師,碩士,2010年本科畢業(yè)于中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)應(yīng)用化學(xué)專(zhuān)業(yè),主要從事煤的清潔利用和高效轉(zhuǎn)化方面的研究,E
6、-mai1:ldan0602@126.con1。2015年2月劉丹等:陜北油房梁煤與生物質(zhì)共熱解研究一331.2實(shí)驗(yàn)條件從圖1看出,煤在400℃左右開(kāi)始熱解,其熱解熱重儀器:梅特勒一托利多TGA1熱重分析儀。溫過(guò)程比較緩慢,整個(gè)溫度范圍內(nèi)都有不同程度的熱度范圍室溫~1100℃,升溫速率0.02℃/min~250℃/解。當(dāng)DTG曲線峰值為0.053%/min時(shí),對(duì)應(yīng)的熱解min;天平稱(chēng)量范圍1g,天平靈敏度0.Ig,內(nèi)置砝溫度為468℃,熱解過(guò)程中的失重量為34%。而生物碼自動(dòng)校正,配有恒溫水浴,使天平處于22℃左右恒質(zhì)在200℃左右已經(jīng)開(kāi)始熱解,在
7、200℃~400℃范溫環(huán)境;儀器爐體水平放置,可克服“煙囪效應(yīng)”。儀器圍內(nèi),TG曲線上呈現(xiàn)顯著的失重過(guò)程,之后失重變配置了STAReEvaluationSofeware分析軟件,記錄緩,這與生物質(zhì)的組成有關(guān)。生物質(zhì)主要由半纖維素?zé)峤膺^(guò)程中質(zhì)量隨時(shí)間(或溫度)的變化規(guī)律,以獲得與纖維素、木質(zhì)素等組成,半纖維素與纖維素容易熱熱解的特征曲線及參數(shù)。解,對(duì)應(yīng)TG曲線上快速失重階段,而木質(zhì)素組成復(fù)實(shí)驗(yàn)條件:升溫速率30℃/min;熱解終溫1000雜,其熱解溫度范圍較寬,對(duì)應(yīng)TG曲線上緩慢失重階℃;熱解氣氛為高純N(99.999%),流量50mL/min;天段
8、_9]。3種生物質(zhì)(秸稈、木屑、核桃殼)在最大失重速平保護(hù)氣也為N,流量20mL/min;樣品坩堝為A10。率下,對(duì)應(yīng)的溫