PDF《糠醛渣与稻壳混合物的共热解特性研究》

第21 卷第9 期2005 年9月农业工程学报Transactions of the CSA E Vo l .

21 No.

9 Sep.

2005 糠醛渣与稻壳混合物的共热解特性研究 王擎1 , 孙佰仲1 , 刘杨2 , 胡爱娟1 , 孙键1 (1. 东北电力学院动力工程系, 吉林 132012;

2. 山东电力工程咨询院, 济南 250013) 摘要: 通过对不同混合比糠醛渣和稻壳的混合物进行热重分析试验, 发现主要热解温度区间明显的分为两个阶段, 表现 出不同的热解机理;

糠醛渣和稻壳的混合比对热解过程有影响, 共热解不是两种生物质单独热解贡献的简单叠加.在热解 反应活跃区间建立与糠醛渣和稻壳混合物固有热解特性相适应的分段分级热解动力学模型, 计算得到热解动力学参数.最 后应用N ew ton2coats 数值求积方法对模型进行验证, 并与实验曲线进行对比, 结果表明该模型具有较强的可靠性和实用 性. 关键词: 生物质;

共热解;

热重分析;

动力学 中图分类号: TK6 文献标识码: A 文章编号: 100226819(2005)

0920151204 王擎, 孙佰仲, 刘杨, 等. 糠醛渣与稻壳混合物的共热解特性研究[J ]. 农业工程学报, 2005, 21(9): 151- 154. W ang Q ing, Sun Baizhong, L iu Yang, et al . Co2 pyro lysis p roperties of furfural residue and rice husk blends[J ]. T ransac2 tions of the CSA E, 2005, 21(9): 151- 154. (in Chinese w ith English abstract) 收稿日期:

2004209210 修订日期:

2005206216 作者简介: 王擎(1964- ) , 男, 教授, 博士后, 主要从事洁净煤技 术, 生物质型煤及油母页岩的综合开发利用工作.吉林 东北电力 学院动力工程系, 132012.Em ail: rszx@m ail . neiep. edu. cn

0 引言生物质种类繁多, 是人类赖以生存的重要能源资 源, 其消费总量仅次于煤炭、 石油、 天然气而居于第四 位.中国是农业大国, 生物质资源丰富.若将大量便利 的生物质转换成高品位的能源, 不但能缓解常规能源的 短缺, 而且有利于保护环境, 促进经济的发展. 糠醛渣是 玉米芯经水解生产糠醛(呋喃甲醛) 的副产品, 含有大量 纤维素.目前中国共有

140 多个糠醛生产厂家, 糠醛总 产量超过

20 万ta, 而糠醛废渣产量高达约

130 余万ta, 折合标煤68.

2 万t.这么多糠醛渣的处理大都采 用堆积或挖坑倾倒废弃的方法, 只有少数糠醛厂将糠醛 废渣作为锅炉燃料利用[1 ] .中国的稻壳资源丰富, 产量

6000 万t a, 折合标煤3300 万t, 它是由木质素、 纤维素、 半纤维素(聚戌糖) 组成, 其含量取决于稻壳品种和它的 生长环境[2 ] . 虽然我国拥有众多糠醛厂, 但由于生产厂家分散, 单纯以糠醛渣为生物质原料进行利用, 有时会面临资源 不足的问题.经分析糠醛渣和稻壳两种生物质组成相 似, 且稻壳来源丰富、 分布广泛, 所以将糠醛渣与稻壳混 合利用, 可保证一定规模的生产需要.本文对糠醛渣与 稻壳两种生物质的混合物进行热解研究, 为设计和开发 高效的处理装置提供理论依据. 目前国内外共热解研究 的主要对象为生物质和煤或不同种类煤的混合物[3-

6 ] , 而对糠醛渣以及糠醛渣与稻壳两种生物质的共热解鲜 见报道.

1 实验设备和实验条件 1.

1 实验样品 实验所用的样品是山西省阳高糠醛厂的糠醛废渣 和稻壳, 工业分析及元素分析见表1. 两种生物质经研磨 后, 筛选出粒径在0.

4 mm 以下的样品.按糠醛渣与稻 壳质量比 10∶0, 9∶1, 7∶3, 5∶5, 0∶10 均匀混合, 配 置成五个样品分别记为S