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秸秆烘焙过程氯、硫释放及AAEMs迁徙转化特性研究

2021-01-29蒋好朱有健刘恒邵敬爱成伟杨鹏吴贵豪杨海平陈汉平

化工学报 2020年12期

蒋好,朱有健,刘恒,邵敬爱,4,成伟,杨鹏,吴贵豪,杨海平,陈汉平,4

(1 华中科技大学能源与动力工程学院煤燃烧国家重点实验室,湖北武汉430074; 2 华中科技大学中欧清洁与可再生能源学院,湖北武汉430074; 3 郑州轻工业大学能源与动力工程学院,河南郑州450002;4华中科技大学能源与动力工程学院新能源科学与工程系,湖北武汉430074)

引 言

我国是农业大国,每年产生大量的农业秸秆多被弃置或焚烧,回收利用率低。秸秆的能源化利用可将秸秆转化为燃料或化学品,有利于实现农业废弃物清洁处理和缓解能源紧张问题[1-2]。然而秸秆类生物质的非均质结构、高水分含量和低能量密度等特性极大限制了秸秆资源的能源化利用。因此在秸秆能源化利用前需对其进行预处理以改善其热转化特性。烘焙是一种无氧条件下进行低温加热(200~300℃)的预处理工艺,可以有效脱除生物质中的水分和小分子含氧化合物,提高生物质的能量密度并改善生物质的耐磨性和疏水性等物理特性,在秸秆预处理工艺中受到愈来愈多的关注[3-4]。

在秸秆烘焙过程中,半纤维素等大分子的支链结构在加热下不稳定,部分含氧官能团和糖苷键断裂析出H2O、CO2、CO 及小分子焦油物质,少量的纤维素和木质素结构也会发生分解[4]。此外,秸秆生物质中富含钾、钙、镁、氯等无机组分[5],部分高挥发性无机组分在低温热解条件下会随着挥发分的释放而析出。在小麦秸秆200℃烘焙时,杜胜磊等[6]发现40%的氯元素会随生物质的干燥脱水而以氯化氢(HCl)的形式析出,且析出量随着温度升高而升高。……

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