陜北油房梁煤與生物質(zhì)共熱解研究.pdf

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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(陜西延長石油(集團)有限責任公司碳氫高效利用技術研究中心，陜西西安710075)摘要在N氣氛下，利用熱重分析儀對生物質(zhì)與陜北油房梁煤混合熱解特性進行研究，重點考察了生物質(zhì)混摻比對煤熱解的影響。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行共熱解時，得到的共熱解曲線分段呈現(xiàn)出生物質(zhì)與煤單獨熱解的特性，且熱解殘余同體量與

2、摻混比呈線性關系；此外，對比混合物共熱解的實際特征曲線與理論計算曲線，發(fā)現(xiàn)實際DTG曲線也與理論計算的DTG曲線基本重合。從上述結(jié)果可預測，在熱重反應器同步升溫情況下，生物質(zhì)與煤在共熱解過程中不存在協(xié)同作用。關鍵詞油房梁煤，生物質(zhì)，單獨熱解，共熱解，TG，DTG文章編號：1005—9598(2015)一O1—0032—05中圖分類號：T0530．2文獻標識碼：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)化過程(包括燃燒、氣化、液下，對生物質(zhì)與陜北油房梁煤單獨熱解及共熱解行為化等)的基礎和必

3、經(jīng)階段，通過熱解可以獲得不同化進行研究。從熱解速率及熱解殘余固體量與摻混比關學品和液體燃料。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實驗小、可減少cO排放等優(yōu)點。但由于生物質(zhì)能量密度低，直接利用存在很多缺點，因此需要通過加工轉(zhuǎn)化1．1實驗原料及性質(zhì)將其變?yōu)楦咂肺荒茉醇右岳胘。生物質(zhì)為富氫物本實驗選用陜西及周邊常見的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)過干燥粉碎(包括生物油與不凝氣)。在共熱解過程中，生物質(zhì)可后過60目標準篩，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行機械混合，進行共熱解實驗。所選原高焦油收率，也可以減少煤單獨使用帶來的環(huán)境問題。料的基本性質(zhì)分析見表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)于中國礦業(yè)大學(北京)應用化學專業(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實驗條件從圖1看出，煤在400℃左右開始熱解，其熱解熱重儀器：梅特勒一托利多TGA1熱重分析儀。溫過程比較緩慢，整個溫度范圍內(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DTG曲線峰值為0．053％／min時，對應的熱解min；天平稱量范圍1g，天平靈敏度0．Ig，內(nèi)置砝溫度為468℃，熱解過程中的失重量為34％。而生物碼自動校正，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”。儀器圍內(nèi)，TG曲線上呈現(xiàn)顯著的失重過程，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。生物質(zhì)主要由半纖維素熱解過程中質(zhì)量隨時間(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，對應TG曲線上快速失重階段，而木質(zhì)素組成復實驗條件：升溫速率30℃／min；熱解終溫1000雜，其熱解溫度范圍較寬，對應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氣也為N，流量20mL／min；樣品坩堝為A10。率下，對應的溫