原料组成结构对热解挥发物反应及析炭形成过程影响机制的研究

摘要

以生物质、污泥和煤3种结构差异较大的物质为原料，研究其组成结构特性对挥发物反应及析炭形成过程的影响.结果表明，煤结构中芳香碳含量高，更有利于半焦的形成；生物质结构中脂肪环醚的含量高，有利于焦油的产生；污泥结构中羧基和羰基碳含量高，更有利于小分子气体生成.生物质和煤中芳香碳较多，其沉积在反应器管壁的析炭(Coke-D)产率更高，分别为0.3%(质量分数)和1.4%(质量分数);而污泥中芳香碳占比少，生成的析炭分子量较小，主要悬浮在焦油中(Coke-S).添加高铝球改变反应程度后，由于生物质和污泥挥发物中含O、N原子的化合物含量高，挥发物更易断裂，小分子物质缩聚明显，造成Coke-S产率均明显增加，其中生物质中Coke-S增加率高达70%.而煤热解挥发物中重质组分含量高，形成的析炭芳香结构更加致密，易沉积在反应器(Coke-D)和高铝球表面(Coke-A),生成了更多的Coke-D(1.5%,质量分数)和Coke-A(0.2%,质量分数).焦油气析炭过程因原料结构的差异而有所不同.

关键词

原料结构 / 挥发物组成 / 挥发物反应 / 析炭形成