杨木与马尾藻混合热解产物分布特性研究

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随着社会的发展,人类对传统化石燃料的依赖日益严重,能源危机愈加突出,同时化石燃料燃烧也引发了一系的环境污染问题。因此,清洁能源的开发与利用亟待解决。生物质能作为一种可再生能源,具有贮藏量丰富,清洁、无污染、取之不竭的优势,其开发与利用受到了广泛关注。生物质能可以通过热化学方法(如气化、热解)转化为生物燃料用于提供热、电和动力。目前生物燃料的主要来源有两类,分别是木质纤维素类和藻类生物质。为了提高单一生物质热解生物油的品质,本文选取典型的木质纤维素类生物质杨木和一种大型海藻马尾藻为原料,利用热重、固定反应器与光电离热解反应器分别探究两者混合热解的特性。主要研究内容如下:1、利用热重分析杨木与马尾藻混合热解特性,结果表明杨木的热解初始温度较高,热解终温较低,马尾藻的热解特性恰恰相反。随着马尾藻混合比重的增加,混合热解初温逐渐降低,热解终温逐渐升高,高温区的失重峰逐渐向右偏移。2、利用光电离飞行时间质谱探究杨木和马尾藻混合热解产物的随时间变化趋势。随着马尾藻的添加,产物的信号强度逐渐减弱。通过对一些典型的脱水糖类、呋喃类和线性羰基化合物进行分析,一些典型产物的生成信号呈现出先增大后减小的趋势,说明了两种原料混合热解存在协同作用。同时,马尾藻的添加缩短了一些产物的生成时间。3、利用固定床实验装置对杨木和马尾藻的混合热解特性进行研究,结果发现三相产物的实验值与理论值存在差异,固相产物产率实验值高于理论值,液相产物产率低于理论值。同时,两种原料的混合热解促进了CO,CO2,CH4,CnH2n,Cn H2n+2(n=2-3)的生成,降低了H2的含量;明显提高了生物油中的苯酚含量,改变了生物油的碳原子分布;在一定比例下促进了生物炭的比表面积的增加。4、对杨木与水洗马尾藻进行固定床混合热解实验研究。发现液相产物产率明显升高且高于理论值,固相产物产率低于理论值。通过分析,混合热解促进了CO、CO2的生成,提高了酚类化合物的产量,降低了生物炭的比表面积和孔容,提高了孔径大小。
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