筍殼流化床快速熱解制取生物油的研究.pdf

1、筍殼(Bamboo Shoot Shell)作為一種優(yōu)質(zhì)的生物質(zhì)，纖維素、木質(zhì)素的含量很高，利用筍殼通過流化床快速熱解方式制取生物油，具有重要的環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。本文對(duì)筍殼進(jìn)行了熱重分析，研究了筍殼流化床快速熱解工藝，分析了熱解得到的生物油的品質(zhì)，測(cè)試并研究了熱解固體產(chǎn)物的吸附性能。 1、對(duì)毛竹筍殼進(jìn)行熱重分析、紅外光譜分析，并進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，求取熱分解過程的反應(yīng)活化能及動(dòng)力學(xué)參數(shù)。試驗(yàn)結(jié)果表明：筍殼的紅外吸收光譜圖

2、主要由烴基、羰基、碳水化合物及苯環(huán)等吸收帶組成。筍殼的熱解TG曲線分為脫水、預(yù)熱解、熱解(劇烈失重)、炭化(緩慢失重)四個(gè)階段，主反應(yīng)階段主要集中在250～650℃左右。生物質(zhì)熱解的快慢取決于原料粒徑和升溫速率兩個(gè)影響因素。用Doyle法求出不同升溫速率下筍殼的表現(xiàn)活化能在120～160kJ/mol之間，利用動(dòng)力學(xué)補(bǔ)償效應(yīng)得出了相應(yīng)的動(dòng)力學(xué)參數(shù)，確定了筍殼熱解反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)方程，認(rèn)為一級(jí)反應(yīng)模型可以對(duì)反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行較好的描述。 2、

3、以筍殼為原料，石英砂為流化介質(zhì)，在自行設(shè)計(jì)的流化床上進(jìn)行了熱裂解試驗(yàn)。研究熱解溫度、物料尺寸、進(jìn)料速率、滯留時(shí)間、不同添加劑對(duì)生物油產(chǎn)率的影響。并探索了效果最好的添加劑進(jìn)行快速熱解的最佳工藝條件。試驗(yàn)結(jié)果表明：KNO3的效果最好，其最佳工藝條件是溫度為460℃、物料尺寸為<0.6mm、進(jìn)料速度是50g/min、滯留時(shí)間是0.8s、濃度是0.4％，生物油的產(chǎn)率最高可達(dá)59.3％。 3、對(duì)生物油的元素組成和理化特性進(jìn)行了測(cè)定，利用紅

4、外光譜和GC-MS分析了生物油的主要組成成分。試驗(yàn)結(jié)果表明：生物油的性能與鍋爐燃油沒有太大差別，主要是熱值比鍋爐燃油低很多，如果用來做燃油，還需要進(jìn)行精制。根據(jù)紅外光譜分析和GC-MS的分析結(jié)果，可以看出制取的生物油成分很復(fù)雜，其中添加了KNO3的筍殼，熱解得到的生物油含有的可辨識(shí)化合物最多，有38種。生物油中主要含有有機(jī)酸類、烴類、苯酚類、苯環(huán)類等化合物，含氧量比較高，達(dá)到38.5％，不能直接用于燃燒。由于酚類化合物含量比較高，達(dá)到6

5、0％，可以用來制取膠合劑。 4、測(cè)定了熱解固體產(chǎn)物的物理性質(zhì)和吸附性能，利用紅外光譜分析了熱解固體產(chǎn)物所含的官能團(tuán)，設(shè)計(jì)了單因素和正交試驗(yàn)，探索吸附污水中的污染物質(zhì)的最佳工藝參數(shù)。試驗(yàn)結(jié)果表明：各因素對(duì)COD值的去除率影響的主次順序?yàn)槲綍r(shí)間>固體產(chǎn)物用量>pH值>污水的CODcr；最佳的工藝水平是pH值為6，污水的CODcr值為2307mg/L，固體產(chǎn)物用量為0.6g，吸附時(shí)間為60min，吸附效果最好，對(duì)污水的COD值的去除