熔鹽熱裂解農(nóng)作物秸稈制氣體的研究.pdf

1、生物質(zhì)是一種清潔的可再生能源，對其開發(fā)和利用意義重大。生物質(zhì)熱裂解是一種能實現(xiàn)其能量高效轉(zhuǎn)換的有效途徑，而熔鹽具有熱容大、導(dǎo)熱系數(shù)高等特性，能實現(xiàn)生物質(zhì)原料快速均勻地升溫，是性能優(yōu)良的熱載體。本文以水稻秸稈作為生物質(zhì)原料，在ZnCl2-KCl（記為ZK）和Li2CO3-Na2CO3-K2CO3（記為LNK）熔鹽體系下，進行了熱裂解表觀動力學(xué)和氣體產(chǎn)物逸出特性研究，并在LNK體系中進行了熱裂解制取氣體產(chǎn)物的試驗研究。
　　為研究熔鹽

2、作用下水稻秸稈的熱裂解特性，在ZK和LNK熔鹽體系中分別添加氯化鹽或硫酸鹽，采用熱重分析與傅里葉變換紅外光譜聯(lián)用技術(shù)(Thermogravimetric analyzer coupled with Fouriertransform infrared spectrometry, TG-FTIR)研究了水稻秸稈的熱裂解過程，并使用Coats-Redfem法計算了熱裂解過程的表觀動力學(xué)參數(shù)。結(jié)果表明:ZK熔鹽能改變特征失重溫度及其特征失重速率

3、，降低水稻秸稈熱裂解的活化能，抑制CO2、CO、CH4、苯酚、甲苯、甲酸和水等產(chǎn)物的生成;添加氯化鹽使活化能進一步降低;添加硫酸鹽能促進水稻秸稈熱裂解產(chǎn)物的生成和逸出，NiSO4作用尤其明顯。LNK熔鹽使特征失重溫度及其特征失重速率均下降，促進了CO2生成，對CO、CH4、苯酚等產(chǎn)物有不同程度的抑制作用;添加氯化鹽同樣使熱裂解活化能進一步降低;添加氯化鹽和硫酸鹽均能促進水稻秸稈熱裂解產(chǎn)物的生成和逸出。當(dāng)溫度高于550℃時，LNK熔鹽促進

4、了Boudouard反應(yīng)(C+CO2→2CO);添加氯化鹽和硫酸鹽均能進一步促進該反應(yīng)的進行，NiCl2和CoCl2作用顯著。
　　選擇31.1 wt％Li2CO3-32.2wt％Na2CO3-36.7wt％K2CO3為基礎(chǔ)熔鹽體系，添加不同的氯化鹽和硫酸鹽，對水稻秸稈進行熱裂解試驗研究。結(jié)果表明:LNK熔鹽使氣體產(chǎn)率和組分體積含量上升，氯化鹽和硫酸鹽能進一步促進氣體產(chǎn)物的生成，顯著影響氣體產(chǎn)物組成分布。與純水稻秸稈熱裂解相比，L