麦秸秆—煤浆的制备及其气化特性研究

【摘要】：麦秸秆作为农业废弃物，其中碱金属含量高，直接焚烧会带来严重的大气污染，将麦秸秆破碎掺混到水煤浆中，可提高煤炭反应活性，并减少NOx、SOx、CO2等污染气体的排放。由于麦秸秆中纤维素和水分含量高，韧性强，难以破碎，不利于高性能水煤浆的制备，本文对麦秸秆进行低温炭化处理后，与易成浆的贫瘦煤进行麦秸秆-煤浆的制备，并对制备的煤浆进行气化特性研究。 通过对炭化前后麦秸秆的基本性质分析可知，麦秸秆在低温下发生快速热解，炭化后麦秸秆中水分和挥发分降低，孔隙率增加，表面含氧官能团减少，破碎时过筛率可提高3.67倍。 通过对麦秸秆-煤浆与水煤浆的成浆性能对比发现，麦秸秆-煤浆的成浆浓度低，流动性差，但浆体稳定性较好；随着麦秸秆添加量的增加，制得煤浆由胀塑性流逐渐变为宾汉塑性流，成浆浓度急剧下降，稳定性提高；相同添加量下，炭化后麦秸秆-煤浆的成浆浓度可提高7.12%，流动性提高，但浆体的稳定性降低。炭化温度对麦秸秆-煤浆的成浆性能影响较明显，在成浆浓度为60%时，炭化前后麦秸秆添加量由6.67%增加到40%，而炭化停留时间对成浆性能影响较小。 研究了炭化前后麦秸秆-煤浆与水煤浆的燃烧特性和三种煤浆焦的气化特性，结果表明，麦秸秆-煤浆燃烧特征温度更低，这是由于麦秸秆中挥发分含量高，可使麦秸秆-煤浆的燃烧活化能降低39.74%。添加麦秸秆后，煤浆的气化反应活性增加，碳转化率升高。与水煤浆焦相比，麦秸秆-煤浆焦表面孔隙结构丰富，其中碱金属含量也高，可削弱炭表面C-C，提供更多活性反应位点，提高煤浆焦的气化反应活性，表现出明显的催化气化作用。300℃炭化后麦秸秆中碱金属无机化合物含量高，催化活性更高。 【关键词】：麦秸秆 水煤浆 低温炭化 气化特性
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TQ546
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-8
• 目录8-12
• 图清单12-14
• 表清单14-16
• 变量注释表16-17
• 1 绪论17-21
• 1.1 研究背景17-18
• 1.2 研究意义及目的18-19
• 1.3 研究思路及方法19-20
• 1.4 研究内容20-21
• 2 文献综述21-30
• 2.1 生物质能源化利用现状21-23
• 2.2 水煤浆技术的发展及应用23-27
• 2.3 生物质水煤浆及其气化技术的研究进展27-30
• 3 样品制备和实验方法30-41
• 3.1 麦秸秆的热解特性分析30-32
• 3.2 麦秸秆炭化实验32-33
• 3.3 样品基本性质分析33-40
• 3.4 本章小结40-41
• 4 麦秸秆-煤浆的成浆特性研究41-58
• 4.1 水煤浆的制备及性能检测41-43
• 4.2 水煤浆和麦秸秆-煤浆成浆性能对比43-48
• 4.3 炭化对麦秸秆-煤浆成浆性能的影响48-53
• 4.4 麦秸秆-煤浆成浆的微观机理研究53-57
• 4.5 本章小结57-58
• 5 麦秸秆-煤浆的气化特性研究58-75
• 5.1 麦秸秆-煤浆与水煤浆的燃烧特性分析58-64
• 5.2 水煤浆焦与麦秸秆-煤浆焦的气化特性分析64-70
• 5.3 麦秸秆-煤浆焦与水煤浆焦的微观对比70-73
• 5.4 本章小结73-75
• 6 结论与展望75-77
• 6.1 结论75-76
• 6.2 展望76-77
• 参考文献77-83
• 作者简历83-85
• 学位论文数据集85

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