生物质快速热解气相成分析出规律

利用恒温沉降炉对秸秆、稻壳、木屑及一种烟煤煤粉在900、1000、1100℃3个温度进行了快速热解试验,对4种燃料在快速热解过程中气相成分析出的规律进行了研究。生物质成分中高的挥发分、氧、H/C决定了其快速热解会取得比煤粉高的气相产率,木屑的气相产物产量最多,秸秆次之,稻壳最低。4种燃料热解气相产物中的主要成分是CO、H_2、CO_2、CH_4,少量的C_2H_4、C_2 H_6、NO、HCN、COS,生物质和煤粉在快速热解及短的停留时间内,其析出的氮前驱物为HCN。快速热解析出的气相成分产量及组分分布与燃料种类、热解温度、热解停留时间相关。几种物料共同的规律是随停留时间的延长,气相产物的量不断地增加,当气相产物的产量趋于平稳时,相应的气相产物的各组分趋于恒定,这一停留时间标志着热解过程的结束,相同温度条件下煤粉的热解速率要慢于3种生物质。

多孔碳毡内气相析出诱导的气液两相流动特性研究

碳毡是一种高孔隙率的纤维堆积多孔材料,被广泛应用于化工、能源等领域。液体流经碳毡时,其中的溶解气会在升温或降压等因素的作用下过饱和析出,从而影响液相的流动。该文以溶解有饱和空气的液态水为工质,利用加热诱导析气的方法实现了对这种特殊气液两相流的可视化观测,并借助测压法和称重法实现了碳毡内流动阻力和空泡份额的定量测量。结果表明:过饱和析出的气泡在碳毡内有明显的滞留效应,导致液相流动阻力与空泡份额的显著增加;流速的提高增强了流体对滞留气泡的冲刷,从而降低了气相含量及其对液相流动的阻碍。

TG-FTIR法研究低变质煤共热解过程气体的析出规律

采用热重-红外联用技术(TG-FTIR)对比研究了陕北低变质粉煤(SJC)与重油(HS)、焦煤(JM)、液化残渣(DCLR)共热解过程中气相产物的析出特性。研究表明,随热解温度升高,SJC与HS,JM,DCLR的共热解过程均可分为三个阶段。第一阶段表现为原料表面吸附物的释放,第二阶段发生解聚和分解反应,随温度继续升高,第三阶段形成更为稳定的半焦。在热解第二阶段中均存在煤与添加剂之间的协同效应,SJC作为主要的供氢体,热解产生的氢自由基与HS,JM,DCLR热解产生的小分子自由基碎片之间发生相互作用生成焦油和煤气。SJC和SJC+DCLR在450℃附近的温度区间内热解反应进行的更加充分,大部分N元素转移到了焦油组分中。热解过程气相产物中H2O和酚类物质、含N杂环物质及CO的析出伴随着热解的整个温度区间,SJC+JM和SJC+HS热解过程含N物质的转移主要集中在400～650℃区间,CH4和脂肪烃类物质的析出最高峰出现在450℃附近,而SJC+DCLR和SJC则出现在550℃。JM,HS及DCLR的添加可促使焦油中芳香族化合物的析出,SJC+JM与SJC+HS热解过程芳香族物质大量析出的温度区间在400～550℃。该研究结果为低变质粉煤的清洁转化与提质分级新技术的研究开发提供理论依据,对低变质煤的增值利用具有重要的意义。