生物质供氢体协助低变质煤加氢热解提质的研究进展

摘要

煤炭在我国能源结构中占据着举足轻重的地位,但其主流利用方式存在较大的能源浪费和环境污染等问题。生物质作为绿色可再生能源,具有廉价、挥发分高、氢碳比高等特点,但由于缺乏合理的有效利用,导致生物质中大量的氢组分被低端消费,造成不必要的资源浪费。将低变质煤与生物质共热解,不仅改善了低变质煤的热解特性,提高了热解产品收率和质量,而且充分利用了生物质资源,缓解了环境污染,实现低变质煤资源和生物质资源高效清洁分级提质利用的“双赢”。目前,国内外在低变质煤和生物质共热解领域的研究主要集中在热解工艺优化、热解产品分布规律、共热解协同机制等方面。大量研究结果表明,热解温度、升温速率、生物质组成等因素会对共热解产物分布、产物收率及质量产生影响。此外,与传统热解相比,新型热解方式(如微波热解、红外热解等)均能显著提高热解效率,有效改善热解产物收率和质量,已引起国内外学者的高度关注。本文全面分析了农林产物、藻类、禽畜产物、城市垃圾等四类不同生物质供氢体协助低变质煤加氢热解反应的产物特性,探讨了共热解过程中碱金属的催化作用、自由基反应和挥发分的二次反应等协同作用机制,介绍了新型微波热解、红外热解技术进展及特性。最后,展望了生物质供氢体协助低变质煤加氢共热解的发展前景。