褐煤与甘蔗渣低温共热解的分级转化研究

来源 :武汉科技大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:ironbra
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能源及环境问题是当今社会发展过程中人们关注的焦点,目前煤炭资源利用效率偏低造成了资源的浪费并伴随着环境污染问题,因此对煤炭资源的清洁高效利用和寻找可再生的替代能源显得尤为重要。将资源量大、可再生的生物质能源与煤进行低温共热解不仅可实现煤炭资源的分级转化、能量的梯级利用,同时也扩大了对可再生资源的利用率。  本研究利用自制的干馏实验装置进行褐煤与甘蔗渣的低温共热解实验,探究了甘蔗渣的添加比(0%,10%,20%,25%,30%,40%,100%)对热解产物产率及品质的影响。热解所得焦油采用GC-MS和FTIR进行组成分析;半焦采用FTIR、SEM、BET进行结构性质研究,同时对半焦的热值以及重金属离子吸附能力进行评定;另外利用热重分析仪探究褐煤和甘蔗渣共热解时的相互作用。本研究主要得到以下结论:  (1)在甘蔗渣添加比为20%时,产物产率的实验值与理论值偏差达到最大,此时焦油产率的实验值比理论值高出9.61%。(2)焦油的GC-MS检测结果表明甘蔗渣的添加使热解焦油中酚类和脂肪族化合物含量增加,共热解(甘蔗渣添加比为20%)焦油中的酚类化合物含量增加至20.35%,比理论计算值增加了142.26%;焦油的FTIR分析结果表明焦油中含有芳香族、饱和脂肪族化合物,而不存在炔烃类化合物。(3)半焦的SEM检测结果表明褐煤与甘蔗渣共热解半焦比煤样单独热解的半焦孔隙发达;BET分析表明甘蔗渣与褐煤的相互作用不仅能提高共热解半焦的比表面积,而且能改善孔径分布,使共热解半焦孔径有减小的趋势。半焦吸附重金属离子实验表明未经任何处理的煤半焦及甘蔗渣半焦对铅离子去除率分别达到78.42%和87.80%。(4)热重试验结果表明甘蔗渣的失重峰与褐煤热解失重峰部分重叠;甘蔗渣与褐煤共热解时的DTG曲线与两者理论加权值的DTG曲线存在偏差,进一步证明了两者间存在协同作用。
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近年来我国NO_x的排放量居高不下,对环境造成的污染日趋严重,国家对NO_x的排放标准也日异严格,这使得NO_x脱除技术急需发展。NH3选择性催化还原(SCR)技术是目前研究最广泛的技术,但该技术的设备投资和运行费用高,所用到的NH3容易造成氨泄漏引发二次污染及能与SO2反应形成硫酸铵盐造成管道堵塞。因此寻找经济、高效且绿色的替代物来代替NH3脱除NO_x成为该领域研究的热点。本文选用内蒙古包头市