检索结果-南通市图书馆

工程建设与设计 2024年第7期 125-127页

作者：王坤杨玖林仇学伟纪贤瑞中机第一设计研究院有限公司合肥230601

阐述热解炭化过程,分析生物质热解炭化反应的特点,从上料系统、原料预热系统、进料系统、供热系统、连续热解系统、出料系统6方面对热解炭化系统组成部分进行详细介绍,分析探讨生物质热解炭化技术目前存在的问题。

关键词：碳达峰生物质热解炭化

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生物质炭化提质制备高炉喷吹燃料的研究

钢铁研究学报 2024年第3期36卷 328-339页

作者：袁骧邹凡球但家云李仁国宁晓钧王广伟湖南华菱湘潭钢铁有限公司炼铁厂湖南湘潭411101 北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083

生物质原料具有碳中性的属性,将其用于高炉冶炼可以降低钢铁生产CO_(2)排放。以典型农林废弃物为原料制备生物质炭,研究了热解炭化和水热炭化工艺参数对制备生物质炭高炉喷吹性能的影响。结果表明,2种炭化方式均可有效脱除生物质原料中... 详细信息

生物质原料具有碳中性的属性,将其用于高炉冶炼可以降低钢铁生产CO_(2)排放。以典型农林废弃物为原料制备生物质炭,研究了热解炭化和水热炭化工艺参数对制备生物质炭高炉喷吹性能的影响。结果表明,2种炭化方式均可有效脱除生物质原料中的挥发分,提升生物质炭的品质,但热解炭化会造成灰分富集,水热炭化能够同时脱除灰分,生物质热解炭的收得率低于水热炭。生物质热解炭和水热炭的着火点较低,其中水热炭具有强爆炸性,热解炭无爆炸性,生物质热解炭和水热炭的燃烧性能和可磨性优于高炉喷吹烟煤。有害元素分析表明,水热炭的碱金属含量远低于热解炭,对于林木类生物质,2种炭化方式制得的生物质炭均可应用于高炉喷吹生产,但需控制热解炭的喷吹量;对于秸秆类生物质,应优选水热炭化的方式进行炭化提质,以降低碱金属对高炉冶炼的负面影响。

关键词：高炉喷吹碳排放生物质热解炭化水热炭化

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生物质炭煤粉高炉混合喷吹性能分析

钢铁 2024年第2期59卷 55-64页

作者：但家云袁骧邹凡球李仁国徐坤宁晓钧王广伟湖南华菱湘潭钢铁有限公司炼铁厂湖南湘潭411101 北京科技大学冶金与生态工程学院北京100083

在“双碳”目标积极推进的背景下,节能减排已经成为当前钢铁工业绿色可持续发展的重要任务之一。生物质作为可再生的碳源,应用于高炉炼铁可显著降低钢铁生产的CO_(2)排放。为改善生物质原料应用于高炉喷吹的冶金性能,分别采用热解炭化... 详细信息

在“双碳”目标积极推进的背景下,节能减排已经成为当前钢铁工业绿色可持续发展的重要任务之一。生物质作为可再生的碳源,应用于高炉炼铁可显著降低钢铁生产的CO_(2)排放。为改善生物质原料应用于高炉喷吹的冶金性能,分别采用热解炭化和水热炭化对生物质原料进行炭化提质制备生物质炭,并探究了生物质炭与煤粉混合搭配进行高炉喷吹的可行性。结果表明,生物质水热炭和热解炭的挥发分高于烟煤,当生物质炭以5%~20%比例与煤粉混合时会使混煤的固定碳含量和发热值降低,但降低幅度较小。当生物质炭配比低于20%时,混煤无爆炸性,着火点大于350℃,满足高炉制粉和喷吹系统的安全性能要求。生物质炭具有较好的可磨性和燃烧性,能够改善混煤的制粉性能和风口前的燃烧性能。生物质热解炭灰成分中含有较高的碱金属,造成生物质热解炭混煤的灰熔点降低幅度远大于生物质水热炭混煤。通过对生物质炭混煤方案的碱负荷变化分析发现,高炉喷吹生物质热解炭对高炉冶炼碱负荷影响大于水热炭,生物质炭配比为20%,高炉喷煤比为140 kg/t时,生物质热解炭混煤方案的碱负荷增加0.3943 kg/t,生物质水热炭混煤方案的碱负荷增加0.0064 kg/t。以上分析表明,生物质水热炭能够满足高炉喷吹的各项冶金性能要求;生物质热解炭由于碱金属含量高,限制了其在高炉喷吹生产中的应用,发展生物质水热炭化技术是实现农林废弃生物质资源在高炉炼铁工序高效应用的关键。

关键词：生物质碳排放水热炭化热解炭化高炉喷吹

污泥热解炭化工程污泥炭重金属含量及形态特征分析

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给水排水 2023年第5期49卷 32-36,55页

作者：陈昊楠金潇银正一陈蓉安莹玉吴云生北控水务(中国)投资有限公司北京100102 清华大学生环境学院北京100084

以某市政污泥热解炭化工程的污泥炭产物为对象,对Cu、Zn、Mn、Co、Ni、Cd、Cr、Pb 8种重金属总量以及4种形态(弱酸提取态、可还原态、可氧化态及残渣态)的分布特征进行研究,各形态提取测定采用改进BCR顺序提取方法。结果表明,重金属元... 详细信息

以某市政污泥热解炭化工程的污泥炭产物为对象,对Cu、Zn、Mn、Co、Ni、Cd、Cr、Pb 8种重金属总量以及4种形态(弱酸提取态、可还原态、可氧化态及残渣态)的分布特征进行研究,各形态提取测定采用改进BCR顺序提取方法。结果表明,重金属元素Zn总量最高7192.49 mg/kg,不同重金属元素的固化率从高到低依次为Cu>Cr>Ni>Co>Cd>Mn>Pb>Zn,除Zn以外的固化率均达到了50%以上,Cu和Cr固化率均超过90%。在污泥热解炭化工程设计、工程运行、污泥炭资源化利用时,应重点关注Zn含量,研究炭化工程不同参数如热解温度对重金属元素形态迁移转化的影响。对污泥炭土地利用重金属的限值标准,应更加关注不同重金属形态及其在环境中的迁移转化特征。

关键词：热解炭化污泥炭重金属形态分布土地利用

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市政污泥热解炭化工程应用及运行分析

给水排水 2022年第6期48卷 43-48页

作者：吴云生汪国梁银正一毛筱娟陈云吴熙张召跃安莹玉北控水务(中国)投资有限公司北京100102 青岛中世美盛环境科技有限公司青岛266299

市政污泥产生量逐年增加,但其处理处置问题一直没有得到有效解决,在此背景下,污泥热解炭化技术受到关注。青岛即墨项目采用污泥浓缩-深度脱水-热干化-热解炭化-炭渣建材利用技术路线,具有运行成本低、减量化程度高、重金属固化比例高、... 详细信息

市政污泥产生量逐年增加,但其处理处置问题一直没有得到有效解决,在此背景下,污泥热解炭化技术受到关注。青岛即墨项目采用污泥浓缩-深度脱水-热干化-热解炭化-炭渣建材利用技术路线,具有运行成本低、减量化程度高、重金属固化比例高、烟气排放量少、产物资源化利用途径多等特点。经过两年的稳定运行,项目燃气、电及药剂费用约180元/t(以含水率80%计),减量化程度超过85%,炭渣建材利用通畅,同时具备多种资源化的利用条件。

关键词：市政污泥污泥处理处置污泥减量热解炭化重金属

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海鲜废弃物热解炭化特性及装置试验研究

海鲜废弃物热解炭化特性及装置试验研究

作者：廖纯集美大学

学位级别：硕士

海鲜是食物链系统的重要组成部分,海鲜加工已成为世界范围内重要的一项经济活动。全球每年海鲜加工和消费过程中产生大量的海鲜废弃物,约43321万吨。如果将这些海鲜废弃物加以利用,将产生价值上千万的产业。庞大的经济价值与人们对环境... 详细信息

海鲜是食物链系统的重要组成部分,海鲜加工已成为世界范围内重要的一项经济活动。全球每年海鲜加工和消费过程中产生大量的海鲜废弃物,约43321万吨。如果将这些海鲜废弃物加以利用,将产生价值上千万的产业。庞大的经济价值与人们对环境的要求使得有关海鲜废弃物后续处理问题已成为人们关注的焦点。热解是一种简单方便的固体废弃物处理方法,具有处理时间短、可实现高温无害化处理的特点,同时可获得附加工业价值的产品。热解在固体废弃物减量化、无害化处理和资源化利用方面具有明显优势,已被广泛用于处理各种固体废弃物。论文以鱼骨（FB）、虾壳（SS）、海带（LJ）三种海鲜废弃物为研究对象,研究了三种海鲜废弃物热解炭化特性,并进行了动力学分析,重点研究了热解炭化条件对产物分布的影响,热解过程中氮的迁移与转化。为解决海鲜废弃物大批量连续处理问题,设计了预处理量20-30 kg/h的移动床热解炭化装置,并采用该装置进行了海鲜废弃物热解炭化试验。具体研究结果如下:在对海鲜废弃物元素分析、工业分析、组成分析的基础上,利用热重分析仪获得了不同升温速率下海鲜废弃物的热解特性,及升温速率对海鲜废弃物热解过程的影响。研究结果表明,三种海鲜废弃物的热解过程皆可分为干燥脱水、有机物分解和挥发分析出、炭化和无机物分解三个阶段。有机物分解和挥发分析出阶段为热解主要失重阶段,在此阶段,鱼骨、虾壳、海带失重率分别约为40%、50%、60%,最大失重速率分别为0.25%/min、0.30%/min、0.70%/min;相同升温速率下,鱼骨、虾壳的热解起始温度T、最大失重率温度T和结束温度T_f均高于海带相关温度参数;随着升温速率的增加,三种海鲜废弃物热降解过程表现出相同的变化规律,TG和DTG曲线向高温区移动,原料热解特征参数的增大。综合热解特征指数D值随升温速率的升高而增大,较高的升温速率使原料中挥发分的产生及释放速度变快,有利于热解的快速进行;非等温速率下的Coats-Redfern模型拟合法和Flynn-Wall-Ozawa转化率法对海鲜废弃物进行热解动力学分析表明,鱼骨、虾壳和海带热解机制分别属于1阶、1.5阶和3阶化学反应,海带的热解机理更类似于纤维素或多糖类生物质的热解机理,鱼骨、虾壳、海带热解表观活化能的平均值分别是226.73 k J/mol,263.52 k J/mol和194.54 k J/mol。热解炭化条件对海鲜废弃物热解产物分布影响的研究表明,随着反应温度的升高,固相产物的得率逐渐下降;液相产物的产率在500℃前呈上升趋势,之后随着温度的升高而逐渐降低,鱼骨、虾壳、海带热解液相产物最高产率分别约为34.53%、18.94%、15.33%;气相产物的生成量逐渐增加。随着热解停留时间的延长,固相产物的得率逐渐下降;液相产物的产率呈先上升后下降趋势,在停留时间1 h时产率最高;气相产物的生成量逐渐增加。随着反应温度的升高,海鲜废弃物热解产物的氮元素从固体逐渐转移到液体和气体中,温度继续升高时,液体产物中的氮明显向气体产物发生转移。氮的迁移与转化研究结果表明,热解固相产物中含氮官能团主要为蛋白质氮N-P、吡啶氮N-6、吡咯氮N-5和季胺氮N-Q,各含氮官能团变化情况具有一定相似性;热解液相产物中含氮化合物主要为含氮杂环类、胺和酰胺类、腈类化合物,其中胺和酰胺类化合物种类最多,相对含量最高;热解生成的含氮气体主要为NH和HCN,随着反应温度的升高,NH和HCN的产量逐渐增加,但NH的生成量明显高于HCN。设计的移动床热解炭化装置对载气需求量小,能够连续大批量处理高含水量、高灰分含量的海鲜废弃物,并转化为高附加值的炭化产品,具有良好的可行性和应用前景。为确保装置在运行过程中的稳定性,确保原料充分热解炭化,应设定螺旋转速应低于8 r/min,装置实际处理量范围控制在20-25 kg/h之间。热解炭化装置温度为400℃、螺旋转速为5 r/min时,三种海鲜废弃物移动床热解产物分布情况与管式炉实验结果相近。通过该装置连续大批量处理海鲜废弃物可得到较高的固相产物产率,混合海鲜废弃物最高产率可达52%。

关键词：海鲜废弃物热解炭化产物分布氮迁移移动床

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基于连续式热解炭化设备加热方式设计及验证

农机使用与维修 2023年第8期 1-5页

作者：兰珊徐佳博孙秦玉郭占斌黑龙江八一农垦大学黑龙江大庆163319

在现有连续式生物质炭化设备的基础上,针对其热解炭化段热能利用率低、温度转换不平稳等问题,根据生物质热解机理,设定理想炭化温度,分析管式换热器和折流板式换热器的优缺点,提出了多腔旋流梯级换热系统,并利用数值模拟确定螺旋角为35... 详细信息

在现有连续式生物质炭化设备的基础上,针对其热解炭化段热能利用率低、温度转换不平稳等问题,根据生物质热解机理,设定理想炭化温度,分析管式换热器和折流板式换热器的优缺点,提出了多腔旋流梯级换热系统,并利用数值模拟确定螺旋角为35°,螺距长为1.2 m,此时干燥段温度为213℃,与目标值200℃偏差最小,符合工艺要求。试验结果表明:各温区温度变化在15℃以内,设备运行稳定。

关键词：热解炭化梯级换热数值模拟控制系统

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热解炭化型煤的生产工艺研究及优化

热解炭化型煤的生产工艺研究及优化

作者：温则暄山西大学

学位级别：硕士

我国的化石燃料能源目前呈现出的特点是“富煤、少油、贫气”,煤炭作为最主要化石能源的格局将长时间不会改变。散煤在燃烧过程中排放的气态污染物不易扩散,距离地表近,会严重危害环境。低阶粉煤是散煤的主要来源,炭化型煤具有抗压强度... 详细信息

我国的化石燃料能源目前呈现出的特点是“富煤、少油、贫气”,煤炭作为最主要化石能源的格局将长时间不会改变。散煤在燃烧过程中排放的气态污染物不易扩散,距离地表近,会严重危害环境。低阶粉煤是散煤的主要来源,炭化型煤具有抗压强度高、对环境污染微乎其微的特点。将低阶粉煤制备炭化型煤技术是低阶煤科学、合理转化的一条重要技术途径。本文以型煤为主要原料,考察了炭化条件对型煤性能的影响,并对型煤炭化过程中热失重和挥发分释放规律进行研究;利用Aspen Plus软件对炭化过程进行数值模拟和评价;最后,研究了实际生产工艺并进行了物料衡算。经研究获得的主要结果和结论如下。(1)炭化条件对炭化型煤的抗压强度、燃烧特性和炭化产率有不同程度的影响。在相同的炭化终温时,炭化型煤的抗压强度随着炭化时间增加而升高;在相同的保温时间下,炭化型煤的抗压强度随着炭化温度增加而升高。炭化型煤的炭化产率也符合相同的规律。从热重分析结果可知,随温度升高和时间增加,型煤中的挥发分不断析出,在453℃达到最大失重速率。在炭化终温750℃,保温时间为15min的工艺条件下生产的产品性能就能达到现行洁净型煤标准。(2)Aspen Plus软件模拟炭化型煤生产流程结果与实验室结果相符合。采用Aspen Plus软件建立炭化型煤制备过程的简化模型,将型煤炭化热解的过程简化为CPD模型,将得出的炭化产率模拟值与实验室实际值进行了比较,认为使用该模型是可靠的。针对干燥过程、炭化产率随温度变化情况和型煤含碳量随温度变化的结果进行了分析,分析结果与实验室实验结果基本一致,600℃-800℃时有利于热解。为热解炭化型煤工艺的优化提供了参考依据。(3)根据实验研究结果,和Aspen Plus软件模拟结果,结合物料平衡和热量平衡,优化设计方案,本论文采用立式热解一体炉中低温型煤干馏工艺技术,研究核心工艺流程和工艺参数,分析核心设备干馏炉的结构和特点,对干馏炉进行物料平衡和热量衡算,为实际生产时调整工艺提供参考。热解炭化项目建成后可以回收炭化热解低阶粉煤过程中副产物煤焦油和煤气,实现低阶煤的分级利用。

关键词：低阶粉煤炭化型煤热解炭化 Aspen Plus模拟

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生物质热解炭化实验平台设计与实验

可再生能源 2016年第2期34卷 305-310页

作者：李丽洁赵立欣孟海波姚宗路丛宏斌农业部规划设计研究院北京100125 农业部农业废弃物能源化利用重点实验室北京100125

为了研究热解工艺对生物炭性质的影响规律,设计了一种固定床外加热式生物质热解炭化实验平台,包括加热系统、副产物收集系统、气体计量系统、控制系统。采用玉米秸秆作为原料,在该实验平台上进行热解炭化实验。实验结果表明,固定床外加... 详细信息

为了研究热解工艺对生物炭性质的影响规律,设计了一种固定床外加热式生物质热解炭化实验平台,包括加热系统、副产物收集系统、气体计量系统、控制系统。采用玉米秸秆作为原料,在该实验平台上进行热解炭化实验。实验结果表明,固定床外加热式生物质热解炭化实验系统可以实现对热解温度、升温速率、反应时间等因素的控制以及多种产物的分离与计量,实验结果可重复,耗时合理,适于进行多种条件下的热解炭化研究。

关键词：热解炭化炭化实验平台反应管

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生物质热解炭化实验研究

生物质热解炭化实验研究

作者：陈红健华北电力大学

学位级别：硕士

在能源紧缺与环境污染的双重压力下,生物质能的开发利用受到人们的广泛关注。生物质能虽有着其它可再生能源无法比拟的优势,但也存在资源分散、易腐烂、能量密度低、不易运输存储以及产量季节性等问题。如何低成本、高效率地利用生物质... 详细信息

在能源紧缺与环境污染的双重压力下,生物质能的开发利用受到人们的广泛关注。生物质能虽有着其它可再生能源无法比拟的优势,但也存在资源分散、易腐烂、能量密度低、不易运输存储以及产量季节性等问题。如何低成本、高效率地利用生物质能是目前研究的热点。生物质热解炭化作为一种生物质能高效利用技术能将生物质转化为固体热解炭、可燃燃气及液体生物质油三种高品位能源,并且容易实现连续化、工业化生产,是目前生物质利用领域的前沿技术之一。本文对木屑、稻壳、皮革下脚料三种生物质原料的热解炭化特性进行了研究。本文首先对三种生物质原料的工业分析成分、元素分析成分、发热量进行了测定,然后利用热重和傅立叶红外光谱联用技术(TG-FTIR)在氮气气氛下对不同升温速率下生物质原料热解特性进行了实验研究。结果表明,三种生物质原料都有挥发分含量较高、热值较低的特点;在50℃/min范围内,升温速率对三种生物质原料热解总失重率影响不大。以热重实验得到的数据,本文采用Kissinger的微分法求得了三种生物质的表观动力学参数,计算结果表明皮革下脚料的活化能最高,为82.7049kJ/mol,稻壳和木屑的活化能分别为42.1915 kJ/mol和64.9366kJ/mol,这说明三种生物质原料的活化能都较低,反应活性较高。以前述研究为基础,本文在自行搭建的固定床实验台上对三种原料在氮气气氛下的热解炭化特性进行了实验研究。研究结果表明,三种原料热解炭化得到的热解炭中木屑炭的质量最好。热解终温为800℃时,木屑炭产率为29.9%,固定碳含量可达到75.89%,灰分含量为16.35%;稻壳炭产率为32%,其中灰分含量为28.94%,固定碳含量为64.52%,质量较差;皮革下脚料热解炭产率为33.8%,其灰分含量最高,达到65.02%,固定碳含量仅为30.67%,且由于皮革下脚料热解炭中含有铬,再利用比较困难。最后本文在流化床中试实验台上对木屑的热解炭化特性进行了实验研究。由于皮革下脚料热解炭难以利用,本文对皮革下脚料进行了直接燃烧实验。结果表明:以木屑为原料通过合理调节运行工况,采用流化床进行热解炭化时可以得到固定碳含量为71.28%的热解炭,但热解炭产率仅为21.6%,生物质燃气热值可达到3234.8k J/Nm3,可以直接供给后续设备利用。皮革下脚料在流化床中可以稳定燃烧,炉温能达到950℃,且燃烧比较充分。最后,本文借助化工流程模拟软件Aspen Plus对木屑热解炭化和皮革下脚料燃烧进行了模拟,模拟结果与实验结果比较接近。

关键词：生物质热解炭化 TG-FTIR 固定床流化床