神府煤與葵花稈水解殘渣共熱解試驗研究.pdf

1、本文選用神府3-1煤和陜北葵花稈為原料，研究其在N2氣氛下固定床反應器中的熱解反應性。首先對葵花稈稀硫酸水解和纖維素酶解條件進行了優(yōu)化研究。然后通過單獨熱解、常規(guī)共熱解、梯級共熱解和二段式耦合熱解探討了神府煤與生物質在熱解過程中的協(xié)同效應，分析了葵花稈及其水解殘渣對神府煤熱解規(guī)律的影響。
　　 葵花稈稀硫酸水解最佳試驗條件為：時間60min，固液比1/30，溫度120℃，糖產率達到19.1％。纖維素酶解最佳工藝條件為：時間12

2、h，底物濃度1/40，溫度55 ℃，酶用量700U·g-1，酶解率可達到53.39％。
　　 采用熱重分析方法對葵花稈、葵花稈水解殘渣和神府煤的熱解特性進行了比較研究。在水解殘渣的熱解曲線上，可觀察到半纖維的熱解峰。與神府煤相比，葵花稈及其水解殘渣熱解所需溫度較低，相差80～100℃左右。
　　 葵花稈及其水解殘渣熱解焦油收率隨熱解終溫的升高呈現(xiàn)增加趨勢，均在500℃時達到最大值。比較葵花稈及其水解殘渣的熱解產物發(fā)現(xiàn)，馬

3、來酸水解殘渣的焦油收率最高約為26％，比葵花稈原樣高出5％左右。馬來酸水解殘渣和纖維素酶解殘渣在600℃下熱解能夠得到更多的H2和CH4氣體。
　　 神府煤熱解過程中，隨著溫度的升高，其焦油收率顯著增加，在650℃時達到最大值約為13％。CH4產率在500℃時達到最大值約為5.9 mL·mg-1，H2產率在550℃時達到最大值約為2.9 mL·mg-1。
　　 神府煤與葵花稈及其水解殘渣常規(guī)共熱解時，對熱解焦油收率影響不

4、大。從熱解水產率和煤氣收率方面看，煤與生物質在熱解過程中產生了協(xié)同作用，促進了水分和煤氣的生成。添加葵花稈原料時，促使共熱解煤氣中H2和CH4的生成量增加最多，分別提高了3.0mL·mg-1左右。
　　 神府煤與葵花稈及其水解殘渣梯級共熱解過程中，350℃時，煤與葵花稈之間產生協(xié)同作用，神府煤促進了葵花稈熱解焦油的生成，焦油收率相較于計算值4.8％，提高到6.5％左右；500℃時，馬來酸水解殘渣的熱解半焦與神府煤之間產生協(xié)同作用

5、，對神府煤熱解的促進作用顯著，焦油收率相較于計算值5.2％，提高到11.2％左右；650℃時，馬來酸水解殘渣的熱解半焦與神府煤半焦之間產生協(xié)同作用，促使共熱解焦油收率提高到5.3％，相較于計算值高出2.4％左右。
　　 神府煤與葵花稈及其水解殘渣二段式耦合熱解過程中，從水產率和煤氣收率方面看，兩者產生協(xié)同作用，對煤氣和水的生成起促進作用。神府煤與馬來酸水解殘渣共熱解時，產生的H2和CH4量最大，分別比計算值提高了3.4 mL·m