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1、1982013年第8期生物质与褐煤共热解协同作用研究陈赛唐婕琳顾加兴（中国矿业大学化工学院江苏省徐州市221116）摘要：生物质型煤是指生物质与煤按一定比例掺混，在高压力下压制而成的型煤。以蒙东褐煤与生物质（小麦秸杆）为试验物料，制成生物质型煤，进行热解。试验物料的热解过程可以分为四个阶段，其中第三阶段为物料发生热解的主要阶段，物料失重最多，达40％-50％。采用Coats-Redfern法对热解曲线进行了拟合，建立了分阶段的拟合动力学方程。其热重曲线分阶段出现褐煤和秸杆的热解特性，近似为二者的叠加。关键词：褐煤生物质型煤热解特性研究多，DTG曲线急剧下降。热分析曲线表明生物质型煤在这第
2、三阶引言段热解过程中出现了双峰，这是由于小麦秸秆的最大失重温度比褐煤低。根据生物质和煤的成分特点，将生物质和煤一同进行低温第四阶段为物料残留物缓慢分解阶段。型煤热重曲线表现热解是近年来能源化工中崭新的研究课题。既能解决褐煤热利略有波动，最终生成碳和灰分。用率低的问题，又克服生物质能量密度低的问题，降低CO2等温2.3、生物质型煤热解动力学模型室气体及SO2的排放。因此有效地利用生物质能源对解决环境根据以上不同物料不同阶段热解Coats-Redfern法拟合曲和能源短缺问题非常重要。线，得出拟合结果列于表2-1中。本实验选用小麦秸秆作为生物质试样，与蒙东褐煤进行共热解的实验研究寻求共热解的
3、影响因素和协同作用的特性研三、结论究。（1）生物质型煤中生物质配比对生物质型煤的热解曲线略一、实验内容有影响。型煤的最大热解温度随着秸秆配比的增大而降低，而型煤的最大失重率则是在不断的增大。1.1、生物质和褐煤的粉碎和筛选（2）褐煤和小麦秸杆混合后，热重曲线分阶段出现褐煤和秸先分别将生物质麦秆和褐煤放入粉碎机中进行粉碎，然后杆的热解特性，近似为二者的叠加，说明褐煤和生物质共热解过用标准筛进行筛选。将麦秆及褐煤粉碎为一下几个等级：＜程近似为两者的分阶段热解过程，可能存在二者在共热解过程0.2mm、0.2-0.3mm、0.3-0.6mm、＞0.6mm。的协同作用。1.2、热解试验条件（3）小
4、麦秸秆中的碱金属导致了生物质型煤在热解过程中煤和型煤。温度范围：室温-1000℃；线性升温速率：20℃/具有协同作用。而且随着小麦秸秆中钾元素含量的增加，型煤热min；保护气和热解载气为高纯氮气（99.95％），保护气流量为解的最大和最终失重率均逐渐增大，而且其最大失重温度也逐30mL/min，热解载气流量为50mL/min。渐降低。麦秆。温度范围：室温-800℃；线性升温速率：15℃/min；保护参考文献气和热解载气为高纯氮气（99.95％），保护气流量为30mL/min，热[1]肖雷,刘炯天,陶秀祥.基于褐煤的生物质型煤成型机理及解载气流量为50mL/min。其特性研究[D].中国矿
5、业大学学报,2012:101-102.[2]肖雷,王传真,姚菁华,等.褐煤/秸秆混合燃料的成型试验二、结果与讨论研究[J].选煤技术,2011,1:2-4..2.1、生物质型煤热解过程分析[3]杨玉立,朱书全,王国兴.中国生物质型煤技术的研究现状第一阶段为物料的脱水阶段，表现为DTG曲线的向下波动。[J].洁净煤技术,2007,6(13):1-3.生物质煤由于是加热成型，水分大部分被脱除，热分析曲线也表[4]尚琳琳,程世庆,张海清,等.生物质与三种不同变质程度的现为峰值较小。煤混合热解H2S析出规律[J].节能技术,2007,25(5):1-3.第二阶段为物料的软化、变形和大分子结构解聚
6、阶段。试验[5]CORDEROT,RODRIGUEZ-MIRASOLJ,PASTRANAJ,et物料失重很小，热分析曲线均表现较为平坦。a1.Improvedsolidfuelsfromco-pyrolysisofahighulphurcontent第三阶段为物料发生热解的主要阶段。此阶段物料失重最coalanddifferentlignocellulosicwastes[J].Fuel,2004,83:1表2-1试样热解Coats-Redfern法拟合结果试验名称拟合方程相关系数活化能/kJ·mol-1频率因子/min-1生物质型煤Y=-2.019X-10.380-0.97016.79
7、1.422（20％、100℃）Y=-1.760X-10.707-0.99514.630.788生物质型煤Y=-2.799X-8.901-0.98523.277.627（30％、100℃）Y=-1.274X-11.264-0.99410.590.327生物质型煤Y=-3.825X-7.632-0.98731.8037.078（浸渍4h）Y=-1.857X-10.574-0.99515.440.950
