预处理对生物质热解特性影响的试验研究

摘要

生物质是一种理想的可再生能源，其有效的开发利用越来越受到人们的关注。热解是生物质最基本的热化学转化方式。人们对于生物质的热解特性已进行广泛的研究，然而关于金属元素对生物质热解特性的影响报道不多。本文依托国家自然科学基金“生物质热解液化目标产物控制转化机理与方法研究”，通过不同的预处理方法来考察金属元素对生物质热解特性的影响，有利于对生物质热解进行深入的机理研究，提高我国生物质能的转化利用水平。 本文选取两种典型的农业废弃物——花生壳和稻草，采用脱灰预处理和添加金属盐的方法，在热重分析仪上进行一系列的热解试验。 采用两种不同粒径的生物质，分别进行水洗、硫酸洗涤和盐酸洗涤，发现生物质经过洗涤后，金属离子浓度得到了不同程度的减少，热解焦炭产量发生了变化，热解的DTG 曲线均向高温移动。 分别在粒径小于100 目的生物质原样和酸洗样中添加不同浓度的金属盐——K2CO3 和白云石。K2CO3 比白云石对生物质的热解影响要明显得多。金属盐分别加强了生物质原样的低温热解和酸洗样的高温热解。 根据最佳拟合原则，选取正确的反应动力学级数n＝1，并求出了反应动力学常数E 和A。比较了不同的预处理方法对生物质活化能的影响。 本文通过对脱灰预处理和添加金属盐的生物质进行热解试验，进一步探讨了金属元素对生物质热解特性的影响，为以后生物质热解的预处理技术研究提供了有价值的参考依据。