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农作物秸秆热解气化研究

廖洲  
【摘要】:本文选取两种南方常见的农作物秸秆:油菜秸秆和玉米秸秆作为研究的对象。首先对样品进行了基础分析;其次利用热重分析法研究了特定条件下升温速率、样品粒径和催化剂对样品热解气化产生的影响;通过热重-近红外联用分析测试技术,研究了秸秆分部处理对气态产物的影响。实验表明:在定温和定粒径的前提下,随着升温速率的提高,秸秆热解起始温度也有所提高;在粒径1mm以下时,样品的粒径越小,越有利于热解反应进行。向秸秆中加入催化剂进行热重实验表明:使用的三种催化剂中CoCl_2有降低秸秆热解温度的作用。采用TG-FTIR对油菜秸秆分部热解气体产物进行的分析得出:两种样品的热解气体成分相对多样,同时产生大量低分子可燃气体H2、CO、CH4。用扫描电镜对热解前后的油菜秆分部进行观察,发现热解前后样品表面产生有大量颗粒状物质。运用固定床热解装置进行的实验表明:随着反应升温速率的升高,不论是否加入催化剂,实验秸秆热解失重率都会增加;且升温速率越高,Cr_2O_3、CoCl_2类催化剂催化性能越好,而Co_2O_3催化性能相对稳定。应用GC/MS法研究秸秆样品在不同升温速率、催化剂条件下,热解产生的油品主要物质为醇类、苯类、苯酚和酯类物质,还含有少量的烯烃和烷烃类物质;Cr_2O_3、Co_2O_3、CoCl_2作为催化剂,Cr_2O_3主要促进秸秆热解种类增加,而Co_2O_3、CoCl_2主要促进羰基类物质的增加。


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