蘆葦漿黑液熱解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)及流化床熱解試驗(yàn)研究.pdf

1、當(dāng)今世界因過(guò)度使用化石燃料造成環(huán)境日益惡化和資源短缺，我國(guó)對(duì)煤的消費(fèi)較大，同樣面臨這樣的問(wèn)題。生物質(zhì)是清潔可持續(xù)能源，近年來(lái)它受到了能源界的廣泛關(guān)注，同時(shí)也被視為化石燃料最為理想的替代能源之一。我國(guó)生物質(zhì)品種豐富、資源量大，可以用生物質(zhì)代替相當(dāng)一部分化石燃料。造紙黑液屬于類生物質(zhì)，它具有生物質(zhì)的一般特征，但也有其自身的特點(diǎn)，如COD高、堿度大、有機(jī)物含量多，未經(jīng)處理直接排放會(huì)造成嚴(yán)重的環(huán)境污染。通常使用傳統(tǒng)堿回收爐對(duì)木漿黑液進(jìn)行處理，但

2、處理草漿黑液的效果不理想，這是由草漿黑液粘度大、硅含量高、熱值低的特點(diǎn)造成的。因此需要開發(fā)一種新的回收技術(shù)處理草漿黑液，本文提出使用流化床熱解堿回收技術(shù)處理草漿黑液，選用蘆葦漿黑液作為原料，計(jì)算了其熱解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)，研究了其反應(yīng)動(dòng)力學(xué)機(jī)理，并在小型流化床實(shí)驗(yàn)臺(tái)上進(jìn)行了蘆葦漿黑液熱解試驗(yàn)，得到了其熱解機(jī)理，為流化床熱解堿回收技術(shù)的應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)。
　　首先，根據(jù)蘆葦漿黑液熱解的3個(gè)溫度區(qū)間以及已知的蘆葦漿黑液TG和DTG曲線，

3、選用了Coats-Redfern、Flynn-Wall-Ozawa、Friedman以及Kissinger法這四種常用的熱解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行了熱解反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)的求解，計(jì)算表明Coats-Redfern法確定的蘆葦漿黑液熱解反應(yīng)機(jī)理是隨機(jī)成核和隨后生長(zhǎng)，F(xiàn)lynn-Wall-Ozawa法和Friedman法回避了反應(yīng)機(jī)理的選擇帶來(lái)的誤差，其結(jié)果的準(zhǔn)確性更高一些，Kissinger法只分析峰值點(diǎn)處的數(shù)據(jù)點(diǎn)，有些結(jié)果偏差較大。
　　

4、其次，以鈣基沸石為床料、以氮?dú)鉃榱骰橘|(zhì)，選擇了530、580、630、680、730、780℃為試驗(yàn)熱解溫度，對(duì)蘆葦漿黑液在小型流化床上的熱解過(guò)程進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)，得到了氣相、液相和固相產(chǎn)物，通過(guò)相應(yīng)的檢測(cè)手段獲得了這些產(chǎn)物的試驗(yàn)結(jié)果。研究表明，較高的熱解溫度有利于熱解過(guò)程的進(jìn)行，具體表現(xiàn)為可獲得較多的熱解氣且其中的可燃?xì)庹嫉谋壤^大，有利于抑制焦油的形成，降低了殘留在黑液半焦中的揮發(fā)分含量，增大了碳、氫轉(zhuǎn)化率，減少了碳、氫元素的損失。