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《生物質(zhì)與煤熱重分析及動(dòng)力學(xué)研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、生物質(zhì)與煤的熱重分析及動(dòng)力學(xué)研究【摘要】利用熱重分析儀対稻稈、麥稈、木們和煤?jiǎn)为?dú)及混合熱解特性進(jìn)行了研究。通過對(duì)不同混合比例熱解與單獨(dú)熱解對(duì)比表明，混合熱解中不同生物質(zhì)起始熱解溫度、生物質(zhì)揮發(fā)分最大析出溫度、煤揮發(fā)分最大析出溫度隨著煤混合比例的變化呈規(guī)律性變化。對(duì)混合熱解實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與單獨(dú)熱解參數(shù)按混合比例后特性參數(shù)分析表明，混合熱解導(dǎo)致I古I體產(chǎn)物產(chǎn)率提高。實(shí)驗(yàn)通過對(duì)稻稈兩種方式的脫灰及脫揮發(fā)分處理后混合熱解分析，脫揮發(fā)分稻稈與脫灰分稻稈對(duì)煤的熱解都起到了促進(jìn)作用，、明了生物質(zhì)屮的堿/堿土金屬能促進(jìn)煤在較低溫度下熱解，
2、硅元素對(duì)熱解速率起抑制作川。粧測(cè)生物質(zhì)與褐煤的共熱解中存在協(xié)同作川。關(guān)鍵詞：生物質(zhì)；褐煤；共熱解1實(shí)驗(yàn)部分實(shí)驗(yàn)采用三種生物質(zhì)（稻稈、麥稈和木丿宵）與褐煤作為實(shí)驗(yàn)原料，經(jīng)干燥粉碎過篩，取80目以下部分（0?180mm）,其工業(yè)分析和元素分析特性見表1。元索分析采用Elementar元索分析儀（型號(hào)VarioELCHNOS）進(jìn)行測(cè)定，工業(yè)分析、發(fā)熱量按ASTM有關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定。表1實(shí)驗(yàn)樣品的工業(yè)分析和元素分析Tabb1PioxinateanalysisullinateanaIsisandcalorifrofpuiesan
3、ple$(11adiybasisSanpiePrcixhiateaiaksis/rF/crLIlinatea!iaksEir(Jf/cYHHVMJkg-1悅hFqcH0NSW00(19.02Q82816417.5447.956574433QOIQ291883Kicestrav(RS)5471632683215384am53737.85(130(1121546Vheatstrav(WS
4、621101072(A17.2742166引4Q18(181(1441642L訕ite1606i3898293431.6841.98
5、305146104509316761.1樣品的預(yù)處理煤與生物質(zhì)采用機(jī)械攪拌混合法，待試樣混合均勻后，取同一樣品在相同的熱重實(shí)驗(yàn)條件下重復(fù)兩次實(shí)驗(yàn)，并確保兩次熱重曲線在相同的失重率下最大誤差在1°C下。為了分析煤與生物質(zhì)共熱解過程小生物質(zhì)小揮發(fā)分與灰分分別對(duì)煤熱解氣化的影響，對(duì)稻稈樣品進(jìn)行了脫灰分和脫揮發(fā)分處理。對(duì)稻稈的脫灰分采取了兩種酸處理方式：每1g樣品浸泡在20U1L的1mol/L乙酸（CH,COOH）溶液中，室溫下浸泡4h[9];每lg樣品浸泡在12.5mL的濃度為3%氫氟酸（HF）溶液中，室溫下浸泡1h［10
6、］。處理樣品經(jīng)去離了水洗至中性，過濾去除濾液后置于105°C烘箱中24h得到干燥的脫灰稻稈，分別記為HAc?RS和HF?RS.在管式爐中對(duì)稻稈脫揮發(fā)分:把稻稈樣品迅速放入預(yù)先升至900°C的管式爐中，在氮?dú)鈿夥罩型Ａ?0min,氮?dú)饫鋮s至室溫，制得稻稈半焦。三種生物質(zhì)、兩種脫灰生物質(zhì)分別與煤按不同比例均勻混合，混合比例用煤在混合樣中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示，分別為0%、50%、65%、80%、90%、100%,其中0%為單獨(dú)生物質(zhì)樣品。1.2熱天平實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)釆用的熱重分析儀為徳國(guó)耐馳公司的STA409PC（天平靈敏度2微克，溫度
7、準(zhǔn)確度為〈1°C）,對(duì)生物質(zhì)和煤進(jìn)行單獨(dú)和混合熱解。每次樣品質(zhì)量為10mg左右I甘堀釆用A1203材料。熱解實(shí)驗(yàn)在高純氮?dú)鈿夥障逻M(jìn)行，流量45mL/min,程序升溫速率30°C/min,熱解終溫1000°Co2結(jié)果與討論2.1稻稈預(yù)處理效果金屬含量分析釆用ICP-AE法，儀器為J?AIRIS1000DUOHR全譜直讀電感耦合等離了體發(fā)射光譜儀（美國(guó)）。生物質(zhì)灰分主要含有K、Na、Ca、Si以及少量Mg、Fe、Al等元素。由于不同酸溶解無機(jī)物的能力不同導(dǎo)致不同的脫灰效果,CH3C00H酸洗與HF酸洗分別脫除灰分27.0
8、8%和97.30%。酸洗引起稻稈中K、Na、Mg、S含量的降低，HF酸洗還去除了大部分Si元素，兩種酸對(duì)Al、Fe、Ca元素去除能力較弱，與文獻(xiàn)不一致［9?11］o酸處理后樣品C/H比降低以及灰分降低，使得樣品熱值升高。脫揮發(fā)分后的稻稈半焦中無機(jī)金屬元素除K外出現(xiàn)富集現(xiàn)象，K元素在高溫下隨揮發(fā)分析出而流失。表3為稻稈酸洗脫灰前后的化學(xué)成分，表3中的數(shù)值為單位質(zhì)量稻稈原樣中各化學(xué)組分質(zhì)量。測(cè)量方法參考造紙植物纖維原料和紙漿的化學(xué)分析和關(guān)標(biāo)準(zhǔn)［12］。酸處理后的稻稈苯醇抽提物含量與半纖維素略自下降，引起纖維素和對(duì)含量略自
9、增加，木質(zhì)素含量和近。這是由于酸洗脫除稻稈中部分無機(jī)鹽、植物堿、糖、單寧色素及多糖類物質(zhì)如樹膠、黏液、淀粉、果膠等成分［13］，并可水解部分半纖維素，而纖維素、木質(zhì)素結(jié)構(gòu)較穩(wěn)定在木實(shí)驗(yàn)酸處理?xiàng)l件下基木未發(fā)生水解。酸洗后的稻稈化學(xué)組成成分與稻稈原樣和近，表明木實(shí)驗(yàn)酸處理對(duì)稻稈成分破壞較小，只降低了稻稈中的無機(jī)組分，脫灰后的稻稈三種化學(xué)成分的熱解特
