白酒酒糟與煤共熱解氣化特性的研究.pdf

1、貴州地區(qū)擁有豐富的無(wú)煙煤資源，但其具有揮發(fā)分含量低、灰熔點(diǎn)低和灰分高等特點(diǎn)，存在著氣化活性差、利用率低、環(huán)境污染嚴(yán)重等問(wèn)題。同時(shí)，我國(guó)有大量的白酒酒廠，其中在貴州地區(qū)有著茅臺(tái)等眾多的白酒酒廠，白酒酒糟作為釀酒產(chǎn)生的附屬產(chǎn)品，怎么高效資源化利用是亟待解決的問(wèn)題。目前，生物質(zhì)與煤共熱解氣化技術(shù)發(fā)展迅速，生物質(zhì)與煤在物理、化學(xué)特性上具有較大差異，將二者進(jìn)行共同利用會(huì)產(chǎn)生較好的效果，煤和酒糟中含有的堿金屬以及堿土金屬，在煤氣化過(guò)程中有著非常明顯

2、的催化作用，大大地提高了煤的氣化反應(yīng)活性，同時(shí)，還可以有效利用酒糟本身所含有的熱能，克服煤干法氣化對(duì)煤種要求過(guò)高的缺點(diǎn)，減少煤的使用量，改善煤氣化的單一性，實(shí)現(xiàn)酒糟與煤的高效利用。
　　本文對(duì)酒糟與煤的共熱解氣化特性進(jìn)行了探索和研究。利用固定床反應(yīng)器和熱重分析儀研究了酒糟與無(wú)煙煤的共熱解特性，利用自制炭化裝置確定出酒糟的最佳炭化條件，利用固定床反應(yīng)器對(duì)比了酒糟與煤焦、酒糟焦與煤焦的共氣化特性，并通過(guò)SEM、EDX和XRD等表征手段

3、進(jìn)行酒糟與煤共熱解氣化過(guò)程中原料及產(chǎn)物的表征分析，考察煤和酒糟中的堿金屬以及堿土金屬對(duì)共熱解氣化的催化作用機(jī)理，主要涉及以下幾個(gè)方面：
　　1、酒糟與無(wú)煙煤共熱解過(guò)程中存在一定的相互作用。酒糟在熱解過(guò)程中的產(chǎn)氣總濃度要高于無(wú)煙煤的熱解，且隨著酒糟摻混比例的增加，共熱解過(guò)程中產(chǎn)氣總濃度逐漸增大。酒糟的熱解溫度要低于無(wú)煙煤的熱解溫度，在共熱解過(guò)程中，酒糟的加入可以很好地提高無(wú)煙煤的熱解速率，隨著酒糟摻混比例的增加，共熱解的質(zhì)量損失率逐

4、漸增大，熱解段的最大失重率逐漸增大。一級(jí)反應(yīng)模型適用于酒糟與無(wú)煙煤的熱解。酒糟的熱解活化能（59.802KJ/mol）低于無(wú)煙煤的熱解活化能（16.028KJ/mol），共熱解的活化能要低于無(wú)煙煤熱解的活化能，高于酒糟熱解的活化能。
　　2、隨著反應(yīng)溫度由900℃升高至1100℃，酒糟、酒糟焦和煤焦的氣化反應(yīng)活性提高；在不同CO2流量300~500ml/min時(shí)，酒糟、酒糟焦和煤焦氣化反應(yīng)活性相差不大，選取最佳CO2流量為300m

5、l/min。
　　3、酒糟與煤焦共氣化過(guò)程中存在一定的協(xié)同作用。酒糟和煤焦在CO2氣氛下共氣化過(guò)程中，主要產(chǎn)生CO2、H2、CO和CH4氣體，H2、CO和CH4的摩爾百分濃度隨酒糟摻混比的增加而增大，CO2的摩爾百分濃度隨酒糟摻混比例的增加而減小。氣化反應(yīng)溫度和酒糟摻混比例對(duì)氣化活性有較大影響，酒糟摻混比例相同時(shí)，溫度900~1100℃范圍內(nèi)，隨著溫度的升高，共氣化反應(yīng)活性越高；溫度相同時(shí)，酒糟摻混比例20％~80%范圍內(nèi)，隨著酒

6、糟摻混比例的增加，共氣化反應(yīng)活性越高。
　　4、酒糟的最佳炭化條件：炭化溫度為550℃、升溫速率為10℃/min和保留時(shí)間為60min。
　　5、酒糟焦與煤焦共氣化反應(yīng)過(guò)程中存在明顯的協(xié)同作用。酒糟焦和煤焦在CO2氣氛下共氣化過(guò)程中，主要產(chǎn)生H2、CO和CO2，H2和CO的摩爾百分濃度隨酒糟焦摻混比的增加而增大，CO2的摩爾百分濃度隨酒糟焦摻混比例的增加而減小。氣化溫度和酒糟焦摻混比對(duì)共氣化活性有較大影響，在相同酒糟焦摻混比

7、時(shí)，隨著溫度的升高，共氣化反應(yīng)活性越高；在相同溫度時(shí)，隨著酒糟焦摻混比的增加，共氣化反應(yīng)活性越高。
　　6、比較酒糟在炭化前后與煤焦共氣化反應(yīng)活性，在相同氣化反應(yīng)條件下，酒糟焦與煤焦的共氣化反應(yīng)活性明顯高于酒糟與煤焦。原因是酒糟焦具有的孔隙結(jié)構(gòu)要比酒糟發(fā)達(dá)，在共氣化過(guò)程中混合樣品與氣化劑CO2的接觸面積更大，以及固定碳含量大于酒糟。
　　7、酒糟和煤中分別含有較高含量的堿金屬K以及堿土金屬Ca，對(duì)酒糟和煤的共熱解氣化反應(yīng)共同