生物质与重油共热解特性及气体逸出规律

作     者：向欣宁 张乾 袁泉 郝泽光 栾春晖 涂椿滟 梁丽彤 黄伟 XIANG Xinning;ZHANG Qian;YUAN Quan;HAO Zeguang;LUAN Chunhui;TU Chunyan;LIANG Litong;HUANG Wei

作者机构：太原理工大学省部共建煤基能源清洁高效利用国家重点实验室山西太原030024 华陆工程科技有限公司陕西西安710065 

出 版 物：《煤炭学报》 (Journal of China Coal Society)

年 卷 期：2021年第46卷第4期

页      面：1146-1154页

核心收录：

学科分类：081702[工学-化学工艺] 0808[工学-电气工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 0820[工学-石油与天然气工程] 0817[工学-化学工程与技术] 0818[工学-地质资源与地质工程] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0815[工学-水利工程] 0827[工学-核科学与技术] 0813[工学-建筑学] 0802[工学-机械工程] 0703[理学-化学] 0814[工学-土木工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家重点研发计划资助项目(2018YFB0604600-01-03) 国家自然科学基金面上资助项目(21975173) 山西省面上青年基金资助项目(201901D211049)。 

主　　题：生物质 共处理 FCC油浆 共热解 热质联用 

摘      要：生物质是一种丰富、清洁和可再生的有机燃料,生物质能的开发和利用可有效解决环境污染和能源问题。然而生物质热解油、气的热值低等问题抑制了其开发利用。生物质与重油共热处理改变了单一的生物质热解和重油加氢裂化加工模式,降低了重油加工的难度,一定程度上改善生物质热解油、气热值低等问题。采用热重-质谱联用技术对生物质(玉米杆)和重油(FCC油浆)的单独热解和不同掺混比例下混合样品共热解特性进行研究。通过将混合样品共热解的实验失重率与理论失重率进行比较,研究玉米杆与FCC油浆共热解的相互作用特性。结果表明,玉米杆与FCC油浆主反应温区较为接近,均在200~400℃发生明显失重,但二者发生的反应类型并不相同。玉米杆主要发生热裂解反应,伴随着大量H_(2),CH_(4),CO,CO_(2),H_(2)O(g)等小分子的逸出。而FCC油浆更多是发生挥发或蒸馏反应,仅在温度高于400℃时发生热裂解缩聚成焦反应,并伴随着少量CH_(4)气体的逸出。玉米杆与FCC油浆共热解的实验曲线与理论曲线基本一致,并未有突变现象发生,但在热解主反应区(400℃)存在相互作用,且随玉米杆比例增加,相互作用增强,而在焦结构演变区,混合样品之间的相互作用较弱。结合在线质谱分析,共热解过程中气体逸出随玉米杆添加量的增加而规律性增加,说明生物质与FCC油浆共热解过程中相互作用所产生的改变较为温和。通过玉米杆灰与FCC油浆共热解实验验证发现,玉米杆灰具有促进FCC油浆热解的效果,而FCC油浆与脱灰玉米杆共热解则几乎没有相互作用。