煤拔头工艺中煤与生物质快速热解的气体产物分布_金会心.pdf

第 15卷第3 期 过 程 工 程 学 报 Vol.15 No.3 2015 年 6 月 The Chinese Journal of Process Engineering June 2015 煤拔头工艺中煤与生物质快速热解的气体产物分布 1,2 1,2 1 1 金会心 ， 吴复忠 ， 王 洋 ， 王眉龙 (1. 贵州大学材料与冶金学院，贵州 贵阳 550025 ；2. 贵州省冶金工程与过程节能重点实验室，贵州 贵阳 550025) 摘 要：在模拟煤拔头快速热解条件下，实验研究了煤、生物质及其混合物热解产物的产率、气体组成及气体热值随 热解温度的变化规律. 结果表明，褐煤与生物质混合热解遵循单一物质的热解规律，但生物质配入比例对混合热解产 物产率有一定影响；其质量配入比例低于 50%时，随生物质配入量增加，气体产率增加，800 ℃时气体产率可从 50% 以下增加到 60% 以上；其配入比例增大至 50% 以上时，气体产率下降 5%. 褐煤与生物质混合物热解产物的气体组成 与原料单独热解时相似，均以 CO 为主，其次为 CO, H ，烃类组分中以 CH 和 C H 为主，C H , C H , C H 次之， 2 2 4 3 6 2 4 2 6 3 8 C4H8 略少，混合物热解气体中 CH4 含量比褐煤单独热解时高 7% 以上. 热解温度对气体的热值影响较明显，高温下热 3. 拔 解气体热值高，热解温度 500800 ℃、生物质与褐煤质量配比为 1:2 时，热解气体的热值从 11.38 升至 16.10 MJ/m 头条件下，褐煤与生物质混合快速热解的气体产率较高，有利于提高热解气体热值. 关键词：煤；生物质；拔头工艺；快速热解；产物；热值 中图分类号：TQ519 文献标识码：A 文章编号：1009606X(2015)03044308 1 前 言 消费总量的约 30%[7]. 每年约以 1640 亿 t 的速度不断再 生，其能量相当于目前石油年产量的 1520 倍[8] ，是21 多煤炭、少石油的能源资源特点决定了我国能源在 世纪可利用的最丰富的可再生绿色资源. 生物质能的利 较长时期内以煤炭为主的格局不会改变，我国煤炭的消 用方式主要有直接燃烧、气化、液化、热解等，而生物 耗约占全国能源消耗的 70%[1] ，且 80%以上的煤炭直接 质与煤共热解是其转化利用的重要方法. 对煤与生物质 用于燃烧，效率低，环境污染严重. 开发煤的梯级转化 共热解机理、产物分布规律和组成等已有大量研究. 王 与高值化利用技术是减少环境污染和温室气体排放的 健等[9]采用热重分析技术对平朔煤和生物质及其混合物 有效途径. 煤热解是煤转化利用的重要方法，是指在隔 的热解特性进行了研究，考察了生物质掺混比例对平朔 绝空气或惰性气氛中持续加热升温条件下发生的一系 煤热解产物的影响；王立等[10]借助固定床反应器研究了 列化学和物理变化，同时产生气体、液体、固体产物. 根 稻草与煤的共热解特性，探讨了共热解过程中可能存在 据加热温度和加热速率不同，热解可分为低温(500700 的协同作用；何选明等[11]采用热重分析仪探讨了添加生 ℃) 、中温(7001000 ℃)和高温(1000120