南疆棉秆能源炭制备及其燃烧特性研究
Research on the Combustion Characteristics and Preparation of Cotton Stalk Carbon in South Xinjiang
南疆棉秆资源丰富,但是利用率很低.合理高效的利用棉秆资源对南疆的发展会带来动力,对降低大气污染也有积极的作用.本文首先阐述了合理利用南疆棉秆的目的和意义,然后对生物质利用现状进行了介绍.本文以南疆棉秆作为研究对象,利用智能马弗炉对其进行热解炭化,找出了最优的制备棉秆能源炭的工艺参数组合.本文主要研究内容和结论如下:(1)秆的水分由刚收集的41.84%下降到一个月以后的11.46%,下降十分的非常明显,但一个月以后水分下降趋于平缓,基本不再减少.挥发分的含量由刚开始的22.95%上升到一个月以后的52.87%,挥发分上升的非常明显,但一个月后挥发分的增加趋于平缓.固定碳与灰分的含量基本不受时间变化.影响得炭率的各因素主次顺序为热解终温、升温速率、保温时间.最优组合为热解终温400℃,升温速率8℃/min,保温时间1h.为验证优选的工艺参数,按最优组合热解炭化棉秆粉末,得炭率为36.14%.(2)随着压强逐渐增大,压缩成型的棉秆炭、棉秆粉末的密度逐渐增大,在压缩强度30MPa之后基本趋于平缓.(3)不同热解参数下制得的棉秆能源炭水分的失重峰温度范围为62~82℃.不同热解参数下制得的棉秆能源炭燃烧过程中失重峰值也都不相同,温度最低出现在热解终温300℃、保温时间3h制得的棉秆能源炭失重最为明显的温度为454℃,温度最高出现在500℃热解终温、保温时间4h制得的棉秆能源炭失重最为明显的温度为1028℃.棉秆炭燃烧过程中,挥发分析出与固定碳燃烧温度区间有相互重叠区间,棉杆炭燃烧由挥发分燃烧和固定碳燃烧组成.(4)不同条件下制得的棉秆能源炭的着火温度存在差异.着火温度范围为175~228℃.着火点温度最低的是在热解终温为300℃、保温时间为1h条件下制得的棉秆能源炭,着火点温度最高的是在热解终温为600℃、保温时间为3h条件下制得的棉秆能源炭.燃尽温度的范围为1020℃至1488℃.燃尽温度最低的是在热解终温600℃、保温时间为4h条件下制得的棉秆能源炭,燃尽温度最高的是在热解终温600℃、保温时间为1h条件下制得的棉秆能源炭.
- 作者：
- 刘鹏
- 学位授予单位：
- 塔里木大学
- 专业名称：
- 农业机械化工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2017年
- 导师姓名：
- 侯书林
- 中图分类号：
- S216
- 关键词：
- 棉秆热解炭化；能源炭；燃烧特性
- Pyrolysis carbonization; energy carbon; combustion characteristics;