碱金属赋存形态对水稻秸秆热解过程的影响机制
2021-07-29张玉洁王焦飞卫俊涛白永辉宋旭东苏暐光于广锁
燃料化学学报 2021年6期
张玉洁 ,王焦飞,* ,卫俊涛 ,白永辉 ,宋旭东 ,苏暐光 ,于广锁,3,*
(1. 宁夏大学 化学化工学院 省部共建煤炭高效利用与绿色化工国家重点实验室,宁夏 银川 750021;2. 南京林业大学 材料科学与工程学院生物质能源与材料国际合作实验室,江苏 南京 210037;3. 华东理工大学 洁净煤技术研究所,上海 200237)
生物质是目前世界第四大能源资源,也是最主要的可再生能源之一,生物质的清洁高效利用可以有效弥补清洁能源资源不足、环境污染等问题[1-3]。热解是生物质热化学转化技术的基础,也是生物质清洁利用的有效技术途径之一。与煤炭相比,生物质具有H/C和O/C高的特点,热解产生的焦油较煤焦油更加轻质[4,5],因此,生物质被认为是化石燃料的重要替代品之一。
碱金属含量较高是生物质热解的重要影响因素。研究表明,生物质热解效率高、焦油品质好的原因一方面是生物质的H/C比高;另一方面是由于生物质中碱金属含量较高,对热解过程具有催化作用[6-8]。Song等[9]研究了生物质热解过程中K的迁移特性与催化效应,发现水溶性K通过与矿物质相互反应迁移至半焦表面,促进了生物质转化。Quyn等[10,11]研究了生物质热解过程内在NaCl的催化作用机理,发现生物质中的NaCl在热解过程中主要以Na和Cl的形式挥发,在一定热解条件下迁移到半焦中的NaCl可充当半焦气化的催化剂。Wu等[12]以羧甲基纤维素钠为有机钠盐原料,探究了碱金属对木质纤维素类生物质热解过程中气体产物分布和炭结构的影响机理,发现羧甲基纤维素钠的添加有利于降低炭结构有序度,提高CO和CO2产率并抑制H2释放和轻烃生成。……
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