收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

生物质焦低温氧化及其动力学特性

范朋慧  
【摘要】:生物质焦与氧气之间相互作用导致的低温氧化过程是自燃的主要机理之一,研究低温氧化过程特性及其动力学可以为生物质焦自加热过程的描述、自燃的预报和有效防治提供理论依据。为此,论文研究采用三种农业废弃物生物质(玉米秸、花生壳和玉米芯)在不同热处理温度下制焦,采用三种热分析方法并结合结构特性分析,系统研究了三种生物质的焦的低温氧化特性及其动力学、自燃特性和氧化反应性以及热处理温度的影响。对焦产率和焦组成的分析显示,热处理温度对三种生物质焦组成有显著的影响。采用X-射线衍射和傅里叶红外光谱对焦的微观结构特性的分析表明,250℃焦仍有明显的纤维素晶体结构,而400℃及其以上焦样的表面官能团和碳微晶结构随热处理温度升高的变化体现焦变得越来越具有聚芳性,碳微晶结构有序化程度逐渐增强;生物质焦中的主要无机成分(即含K、Ca成分)及其含量明显变化,这些都会影响焦的氧化反应性和低温氧化特性。基于非等温热重方法对三种焦的燃烧氧化反应性及动力学特性进行的系统分析表明,随着热处理温度的升高,三种生物质的焦的着火温度、最大失重速度温度等特征参数均呈升高趋势,这意味着采用较高的热处理温度有利于降低生物质焦的氧化反应性和自燃倾向,相比起来,相同热处理温度的玉米芯焦最易自燃而玉米秸焦最难自燃。利用Russell等人的方法对高温焦进行动力学分析表明,除少数样品外,不同的热处理温度焦的Ea值差异不大;等转化率法动力学分析表明,三种生物质焦不同加热速度下Ea值均是低温焦和500℃焦的变化幅度很大,而高温焦则相对很平稳;与着火温度等特征参数相比,并不能单一地用某个动力学参数来描述生物质焦的燃烧氧化反应性或自燃倾向。采用热重-差示扫描量热同步热分析着重研究了三种焦从约100℃到着火温度范围内的低温氧化反应和放热过程特性,并进行了动力学分析。结果表明,生物质焦在低温氧化阶段有少量的氧吸附增重和明显的放热现象,而400℃、500℃焦的增重相对250℃焦、700℃焦明显较大,同时也具有较强的放热能力。利用Russel等人的方法确定低温氧化阶段焦样的动力学参数表明,除250℃焦以外加热速率的变化对Ea值影响并不大。等转化率方法得到主燃烧阶段Ea值的变化趋势与低温氧化阶段一致,均是250℃焦400℃焦500℃焦700℃焦。采用恒温量热法研究了玉米秸焦(250℃、500℃)及原样在接近于室温(35~65℃)下的氧化放热和动力学特性,结果显示,温度对低温氧化和放热过程影响显著,反应温度越高,焦的放热热流率最大值越高,累积放热量也越高。放热特性和动力学分析均表明,500'C焦氧化放热反应对温度的变化更加敏感,也具有最强的自加热和自燃倾向;而相对于玉米秸原样,烘焙热处理可显著降低生物质燃料的自加热和低温氧化趋势。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 彭军霞;赵增立;李海滨;王小玲;;生物质焦制备条件对甲苯裂解特性的影响[J];农业工程学报;2010年06期
2 尹建军;段钰锋;王运军;王卉;冒咏秋;韦红旗;;生物质焦的表征及其吸附烟气中汞的研究[J];燃料化学学报;2012年04期
3 张全国,沈胜强,吴创之,李刚,赵祥雄;生物质焦油防水膏试验研究[J];太阳能学报;2004年01期
4 王素兰;张全国;李继红;;生物质焦油及其馏分的成分分析[J];太阳能学报;2006年07期
5 陈雷;张晓东;赵保峰;伊晓路;孟光范;孙立;;生物质焦油模化物蒸汽重整实验研究[J];山东科学;2009年05期
6 彭军霞;赵增立;潘守聚;李海滨;;生物质焦催化裂解萘和苯酚的实验[J];农业机械学报;2010年05期
7 胡正文;张建良;左海滨;李净;刘征建;杨天钧;;炼铁用生物质焦的制备及其性能[J];北京科技大学学报;2012年09期
8 林晓芬;张军;盛昌栋;;压汞法计算生物质焦样的分形维数[J];内江科技;2008年03期
9 严帆帆;朱予东;徐培培;刘志强;;掺混生物质焦和煤焦共气化的热重分析[J];能源技术;2009年04期
10 许桂英;孙国刚;程辉;汪洋;;生物质焦的水蒸气汽化动力学研究[J];农业工程学报;2011年11期
11 张建良;林祥海;孔德文;林重春;国宏伟;常健;;生物质焦与煤混合燃烧特性及动力学分析[J];北京科技大学学报;2012年03期
12 吴文广;罗永浩;陈祎;陆方;;生物质焦油净化方法研究进展[J];工业加热;2008年02期
13 武志敏;罗勇;李贵燕;;生物质焦油裂解催化剂的微观结构与催化特性的关联性研究[J];石家庄铁道大学学报(自然科学版);2013年01期
14 张建良;李净;胡正文;付亚清;左海滨;;脱灰生物质焦的催化气化反应及动力学[J];北京科技大学学报;2013年11期
15 郭秀兰,黄鹤,周强,赵月春;生物质焦油裂解催化剂研究进展[J];可再生能源;2004年01期
16 周劲松,刘亚军,骆仲泱,岑可法;酸性、碱性催化剂对生物质焦油催化裂解影响分析[J];浙江大学学报(工学版);2005年07期
17 武海英;薛勇;黄强;欧佳;;裂解气相色谱——质谱法研究生物质焦油热解特性[J];河北建筑工程学院学报;2008年04期
18 袁惠新;王宁;付双成;单振红;;生物质焦油的特性及其去除方法的研究现状[J];过滤与分离;2011年03期
19 焦克新;张建良;邢相栋;胡正文;;生物质焦促进煤粉燃烧动力学分析[J];热力发电;2013年10期
20 林晓芬;尹艳山;李振全;张国妮;张军;徐益谦;;压汞法分析生物质焦孔隙结构[J];工程热物理学报;2006年S2期
中国重要会议论文全文数据库 前7条
1 杨玉琼;梁杰;宣俊;;生物质焦油处理方法的国内研究现状及发展[A];中国化工学会2011年年会暨第四届全国石油和化工行业节能节水减排技术论坛论文集[C];2011年
2 赵宇;徐磊;王君;董益名;成力;;水泥窑焚烧生物质资源过程中产生焦油的研究——气相色谱质谱法在生物质焦油研究中的应用[A];中国水泥协会环保和资源综合利用专业委员会成立大会会议文集[C];2011年
3 陆方;陈祎;段佳;罗永浩;;生物质焦油净化方法研究进展[A];2007中国科协年会2.3分会《生物质能技术发展及应用》研讨会论文集[C];2007年
4 陆方;陈祎;段佳;罗永浩;;生物质焦油净化方法研究进展[A];节能环保 和谐发展——2007中国科协年会论文集(一)[C];2007年
5 许桂英;孙国刚;汪洋;程辉;;生物质焦的水蒸气气化研究[A];全国农村清洁能源与低碳技术学术研讨会论文集[C];2011年
6 王磊;吴创之;赵增立;;热解焦对生物质焦油催化裂解的影响[A];2004年中国生物质能技术与可持续发展研讨会论文集[C];2004年
7 胡正文;张建良;左海滨;苏步新;李净;;生物质能辅助炼铁状况及前景[A];2012年全国炼铁生产技术会议暨炼铁学术年会文集(下)[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 张全国;生物质焦油燃烧动力学及其燃料特性实验研究[D];大连理工大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘爽;生物质焦油催化重整制氢研究[D];大连理工大学;2015年
2 张杜;生物质焦油的超临界萃取和分离纯化的模拟研究[D];武汉科技大学;2015年
3 范朋慧;生物质焦低温氧化及其动力学特性[D];东南大学;2015年
4 贺鹏;热解温度对生物质焦油裂解率影响的实验研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 李继红;生物质焦油及其馏分的热动力学研究[D];河南农业大学;2005年
6 刘升;移动床干馏制气副产物—生物质焦油制燃料油的研究[D];辽宁科技大学;2008年
7 张寰;秸秆类生物质焦油热解动力学及碳纤维制备实验研究[D];河南农业大学;2014年
8 孙海权;生物质焦油催化转化试验研究[D];山东理工大学;2009年
9 杨力;生物质焦油催化转化新型催化剂研究[D];郑州大学;2007年
10 刘朋彬;生物质焦水蒸汽气化反应特性研究[D];哈尔滨工业大学;2013年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 本报记者 周铮;中国生物质焦农业与环境应用科研协作网成立[N];农民日报;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978