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生物质快速热解气化过程中碱/碱土金属析出规律的试验研究

作 者: 杨涛
导 师: 胡松;孙路石
学 校: 华中科技大学
专 业: 热能工程
关键词: 生物质 碱/碱土金属 快速热解 气化
分类号: TK6
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
下 载: 75次
引 用: 1次
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内容摘要


生物质能源储量巨大,是一种清洁的可再生能源。它的清洁热能利用是当前节能减排的重要手段,也是世界各国能源和资源综合利用的重要内容。生物质的热解和气化是重要的热化学利用方式,而碱/碱土金属作为生物质内富含的元素,对其热利用过程产生了较大的影响。为了深入了解碱/碱土金属在生物质热利用过程中的析出过程,为碱/碱土金属问题的解决提供基础依据,本文对生物质快速热解气化过程中的碱/碱土金属进行了定量分析。本文介绍了生物质利用过程中由碱/碱土金属引起的聚团、烧结、沉积、腐蚀等现象以及碱/碱土金属的催化作用。同时汇总了目前国内外一些碱/碱土金属的检测技术,并介绍了现阶段在生物质热化学转化过程中碱/碱土金属的析出、迁移规律方面的一些研究成果。本文分析了已有研究中的不足,并基于这些不足提出了本文的研究思路,主要从以下几个方面展开研究。本研究选取了四种典型的生物质,对样品的基本特性进行了测定。之后对样品进行低温灰化的预处理,并检测其中的碱/碱土金属。通过比较处理样和原样检测数据发现,灰化样中碱/碱土金属的含量比原样有所降低。因此为了更加准确的确定样品中碱/碱土金属的含量,无需对样品进行低温灰化处理,采用直接消解检测即可。在管式炉固定床台架上进行了生物质快速热解和气化试验,并对不同转化率下收集到的热解/气化焦进行碱/碱土金属含量的检测。结果表明:在生物质快速热解过程中,随着样品转化率的提高,短时间内碱金属的析出量基本上能达到70-80%,而碱土金属也有30-40%的析出量;而在焦的气化过程中,碱/碱土金属在水蒸气气化过程中析出量很少,这表明碱/碱土金属盐的剧烈挥发不是在水蒸气气化阶段发生的。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-16
  1.1 生物质能概念及特点  9-10
  1.2 生物质能利用现状与发展趋势  10-11
  1.3 碱/碱土金属对生物质热利用过程的影响  11-12
  1.4 生物质热利用过程中碱/碱土金属研究现状  12-15
  1.5 本文的主要研究内容  15-16
2 样品检测及试验方案  16-28
  2.1 碱/碱土金属的检测方法综述  16-21
  2.2 样品的分析和检测方案  21-23
  2.3 微波消解以及ICP-AES检测  23-25
  2.4 试验台架介绍  25-27
  2.5 本章小结  27-28
3 生物质快速热解过程中碱/碱土金属析出特性  28-44
  3.1 引言  28
  3.2 快速热解试验方案介绍  28-29
  3.3 快速热解特性分析  29-38
  3.4 热解过程中碱/碱土金属析出特性分析  38-42
  3.5 本章小结  42-44
4 生物质焦气化过程中碱/碱土金属析出特性  44-53
  4.1 引言  44
  4.2 气化试验方案介绍  44-47
  4.3 气化过程析出气分析  47-49
  4.4 气化过程中碱/碱土金属析出特性分析  49-52
  4.5 本章小结  52-53
5 全文总结与建议  53-56
  5.1 全文总结  53-54
  5.2 下一步工作建议  54-56
致谢  56-57
参考文献  57-61
附录 攻读硕士学位期间发表的论文  61

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中图分类: > 工业技术 > 能源与动力工程 > 生物能及其利用
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