第35卷第6期
2014年6月
文章编号：0254-0096(2014)06-0965-06
太阳能学报 ACTA ENERGIAE SOLARIS SINICA
生物质与煤共热解行为及模型化研究
李师丹，陈雪莉，于广锁，王辅臣（华东理工大学煤气化及能源利用教育部重点实验室，上海200237）
Vol. 35, No. 6 Jun.,2014
摘要：采用热天平分析仪对稻草和北宿煤、神府煤的共热解行为进行研究，建立共热解模型，并对实验结果进行分析。结果表明，当温度低于700K时，失重曲线与稻草失重曲线吻合较好。温度高于700K时，失重曲线不能用生物质和煤失重曲线的叠加描述。共热解模型表明，加入少量生物质后，共热解反应表观活化能出现下降趋势，随生物质含量增加，活化能逐渐升高。生物质中纤维素和半纤维素对于共热解反应的参与程度低于本质素。对比神府
煤和北宿煤与稍草共热解实验结果表明，较低的煤热解温度有利于提高生物质利用率。关键词：生物质；煤；共热解；热重分析
中图分类号：TK6 0引言
文献标识码：A
在一定的协同效应。文献[9，10]则认为未产生协同效应。然而，目前对于生物质与煤共热解模型的
生物质具有季节性强、分布分散等特点，使生
物质大规模利用受到一定限制。生物质与煤共气化技术可弥补生物质气化的不足，提高生物质的利用效率。热解反应是燃烧和气化过程的初始和伴生反应。随着热分析技术的进步，单一生物质的热解动力学已得到广泛研究-3)。生物质与煤共热解作为共气化反应的重要组成部分，也受到广泛关注。文献[4]在热重分析仪上对4种生物质和煤的热解行为进行研究，并从热解速率角度出发，认为在共热解过程中生物质对煤的热解无明显作用。文献[5]在热重分析仪上研究了生物质与煤共热解特性，得出共热解过程中混合物的热解失重可由生物质与煤的比例确定。文献[6]在热天平上对玉米芯与泰国褐煤的共热解行为进行研究，结果表明在 300~600℃范围内未观察到明显的协同作用。文献[7]在热天平中研究了榛子壳和褐煤的共热解行为，得出在400~600K条件下有显著的协同效应。文献8在热天平和固定床反应器中对本屑和煤热解行为进行研究，得出生物质与煤共热解过程中存
收稿日期：2012-03-15
基金项目：国家科技支撑计划（2012BAA09B02）
研究较少，主要仍依靠单一热解模型计算生物质与煤的热解参数"。本文通过考察生物质含量、升温速率和生物质与煤的热解温度，对生物质与煤共热解反应进行研究。在前人研究的基础上，提出共热解模型，为研究生物质与煤共热解过程提供参考。 1实验
生物质选用上海奉贤地区产的稽草(RS)，煤分别选用北宿煤(BS)和神府煤(SF)。实验前将煤及生物质磨碎至0.18~0.25mm，烘干，并将稻草与煤按0:100、20:80、40:60、60:40、80:20和100:0质量比进行混合。原料的工业分析和元素分析如表1 所示。
实验采用WRT-3P常压热天平作为实验仪器。热天平工作温度范围为常温至1723K，升温速率为0.1~40K/min。每次实验取约5mg样品，采用高纯度Nz（99.95%）作为载气，流量为100mL/min。实验的升温速率分别为10、15、20、25和30K/min，终温为1173K。
通信作者：于广锁（1970—），男，博士、教授，主要从事气流床气化技术方面研究。gsyu@ecust.edu.en 万方数据