玉米秸稈熱解及在甲醇中的熱化學轉(zhuǎn)化研究.pdf

1、自20世紀以來，出于環(huán)境保護及應對石化資源危機的考慮，充分有效地利用可再生的生物質(zhì)資源成為人們研究關注的熱點。本文針對我國西北地區(qū)具有代表性的生物質(zhì)資源-玉米秸稈熱解反應的動力學進行了研究，考察了玉米秸稈在低溫高壓和高溫常壓下的熱解特性及熱解殘?zhí)康臍饣匦?。采用甲醇溶劑，在超臨界條件下、添加不同堿性催化劑的條件下進行玉米秸稈的熱化學轉(zhuǎn)化研究，并考察了反應溫度、液比及催化劑添加量對熱化學轉(zhuǎn)化產(chǎn)物收率的影響，研究結果表明：
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2、)玉米秸稈熱解過程可分為三個階段，預熱脫水段(室溫～150℃)、熱解段(150℃～400℃)和殘留物的緩慢分解段(>400℃)。玉米秸稈快速熱解失重過程主要發(fā)生在第二段，升溫速率對玉米秸稈熱解失重溫度區(qū)間影響不大。
　　 2)在不同的升溫速率下，玉米秸稈熱解過程中升溫速率與最大失重速率對應的溫度呈線性關系?？疾煊衩捉斩挓峤膺^程應在同一升溫速率下進行以消除升溫速率的影響。在消除升溫速率影響下的玉米秸稈熱解過程中最大失重速率對應的溫

3、度為309℃。因此研究玉米秸稈熱解特性應在同一升溫速率下進行。
　　 3)以309℃左右為分界點，低于309℃為熱解的低溫區(qū)；大于309℃為熱解高溫區(qū)。低溫區(qū)玉米秸稈熱解反應級數(shù)為1，熱解活化能為25KJ/mol左右；高溫區(qū)玉米秸稈熱解反應級數(shù)在2左右，活化能在16KJ/mol～25KJ/mol之間。
　　 4)玉米秸稈在低溫加壓條件下熱解時，不利于CO的生成，有利于H2，CH4，CO2的生成，將氣體進行凈化后可獲得88

4、60.64KJ/m3熱值的清潔氣體燃料。玉米秸稈在高溫常壓條件下熱解時，隨著溫度的升高，其氣體產(chǎn)品中的可燃組分增加，特別是H2的含量增加明顯。
　　 5)玉米秸稈熱解(700℃)殘留炭，在700℃～900℃的溫度下水蒸氣氣化，熱值可達9508.90 KJ/m3，氣化氣體中H2的含量可達55[％]，CO含量可達26[％]。高溫殘?zhí)繗饣a(chǎn)生的氣體中H/C約為2，在氣化氣中兩者的有效含量可達80[％]。
　　 6)反應溫度、液

5、比和催化劑用量都對玉米秸稈的液化反應產(chǎn)生影響。比較而言，溫度是生物質(zhì)液化反應的主要影響因素。
　　 7)四種堿性物質(zhì)CaO、K2CO3、Na2CO3和KOH對玉米秸稈熱化學轉(zhuǎn)化都有促進作用。以液體產(chǎn)物為目的產(chǎn)物，其催化能力為：KOH>CaO>K2CO3>Na2CO3；以原料的轉(zhuǎn)化率基準，其催化能力為：K2CO3>KOH>Na2CO3>CaO。
　　 8)以液體產(chǎn)物為目的產(chǎn)物時，甲醇體系中以四種堿性物質(zhì)為催化劑時獲取最大液