板栗殼和鋸末干餾熱解特性研究.pdf

1、世界每年生物質(zhì)產(chǎn)量約1460億噸，是繼石油、煤炭、天然氣等化石能源之后，當(dāng)今全球第四大能源，我國(guó)生物質(zhì)資源豐富，每年生產(chǎn)的農(nóng)作物秸稈、谷物殼皮等生物質(zhì)扣除各種已利用部分，尚有相當(dāng)于2-2.5億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的生物質(zhì)待開(kāi)發(fā)利用，林業(yè)廢棄生物質(zhì)資源每年約有3700萬(wàn)立方米，相當(dāng)于2000萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤。另外，我國(guó)每年還有相當(dāng)于2億噸標(biāo)準(zhǔn)煤的城鎮(zhèn)有機(jī)垃圾生物質(zhì)資源有待處理和開(kāi)發(fā)利用。生物質(zhì)能利用方式較多，其中在生物質(zhì)熱化學(xué)轉(zhuǎn)換技術(shù)中，由于熱解可直接獲得

2、炭、液態(tài)和氣態(tài)產(chǎn)物而越來(lái)越受到人們的關(guān)注。 我國(guó)板栗栽培面積廣，產(chǎn)量為世界之最，約占世界總產(chǎn)量的3/4。板栗在采集和加工過(guò)程中，產(chǎn)生大量的板栗殼，板栗殼上帶刺，利用起來(lái)很不方便，一般都被遺棄，本研究以板栗殼為主要對(duì)象，對(duì)其熱解進(jìn)行了較系統(tǒng)的研究，并將其與鋸末的熱解進(jìn)行對(duì)比。主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)論如下： 1)利用熱重分析儀在5、10、20和40K/min的升溫速率，1073K的反應(yīng)終溫下對(duì)板栗殼熱解的過(guò)程和動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了研究

3、，板栗殼熱解共分四個(gè)階段，隨著升溫速率的增加，熱解特征溫度滯后，求解了反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)一活化能和頻率因子，主反應(yīng)區(qū)間二個(gè)熱解事件的活化能分別為176MJ/mol和255MJ/mol，板栗殼熱解機(jī)理符合Jander方程中的二維擴(kuò)散，n=1/2的反應(yīng)機(jī)理函數(shù)。 2)研究了板栗殼和鋸末在小型管式反應(yīng)器上不同溫度下熱解時(shí)三態(tài)產(chǎn)物的分布情況，在實(shí)驗(yàn)溫度范圍內(nèi)板栗殼與鋸末熱解產(chǎn)物的分布趨勢(shì)相同，即：炭的產(chǎn)率隨著溫度的升高而降低，液體產(chǎn)率先增加

4、后減少，氣體產(chǎn)率隨著溫度的升高不斷增加；炭的熱值隨溫度的增加先升高再減少；在350℃以后板栗殼熱解炭和氣體產(chǎn)率明顯高于鋸末，液體產(chǎn)率低于鋸末；板栗殼熱解氣體產(chǎn)物以CO<,2>、CO、CH<,4>和H<,2>為主，另外還有少量的C<,2>、C<,3>的有機(jī)氣體成分，在541-622℃的溫度范圍內(nèi)CH<,4>含量達(dá)到24％，H<,2>含量達(dá)到27.5％：板栗殼熱解氣體的熱值隨收集溫度的上升而不斷增加，高溫區(qū)域氣體的低位熱值穩(wěn)定在14.4MJ