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柠条生物质燃料原材料分析实验
- 2019-08-08 -

柠条生物质燃料能源是一种非常宝贵的可再生能源,其具有清洁且成本低、来源和用途广泛、储能丰富、经济易得等优点,在资源紧缺、环境恶化日趋严重的今天,加大对生物质资源的开发利用具有很大的实际意义。柠条作为一种生物质能源,是环境适应性极强的优良灌木资源,且在我国东北、西北、华北等三北地区分布广泛。

柠条适应性极强,成活率高,具有很强的发枝能力和再生能力,每3-5年就需对其进行一次平茬,故平茬期短,产量高。柠条生物质燃料资源丰富易得,将平茬的柠条枝条加以利用,研究其炭化和活化性能,以期进一步提高其应用价值。

本文以柠条粉末为研究对象,综合利用DSC、TG和DTG等技术,对柠条的热解炭化机理进行了研究,测定了不同条件下柠条生物质炭的主要组分含量及其变化趋势。热解炭化试验结果表明:

(1)柠条热解炭化分为四个阶段,分别为:干燥阶段(25℃~150℃)、预炭化阶段(150℃~200℃)、炭化阶段(200℃~580℃)和煅烧阶段(580℃以后);

(2)炭化过程随升温速率的增大而滞后,炭化得率和挥发分含量随炭化温度的升高而降低,灰分和固定碳含量则呈现出与之相反的变化趋势,而炭化时间对以上各指标的影响基本不大;

(3)在本试验条件下,得出柠条炭化的最佳工艺条件为炭化终温500℃、达到炭化终温后保温1h,此条件下所得柠条炭的炭化得率为47.07%,固定碳含量为37%,灰分为49%,挥发分为14%。

本研究分别采用水蒸气活化法和磷酸活化法制备柠条活性炭,并进行吸附性能研究。

水蒸气活化试验得出:柠条活性炭得率和碘吸附值均随活化温度的升高和活化时间的延长而降低,且该试验条件下水蒸气活化法制备柠条活性炭的最佳活化工艺为活化温度600℃、活化时间2h,此条件下活性炭得率为65.59%,碘吸附值为221mg/g。

磷酸活化法制备柠条活性炭的试验表明:

(1)活化温度对活性炭得率和碘吸附值影响最显著,其它因素如磷酸体积分数、液料比和活化时间综合作用等也会影响产品得率和性能;

(2)对于活性炭得率,各因素单独作用影响的顺序为:活化温度活化时间磷酸体积分数液料比;对于碘吸附值,各因素单独作用影响的顺序为:活化温度液料比磷酸体积分数活化时间;

(3)试验条件下磷酸活化法的最佳活化工艺为:活化温度400℃、磷酸体积分数40%、液料比为3:1、活化时间120min,此条件下活性炭的得率为31.90%,碘吸附值为666mg/g,远远大于市售活性炭的146mg/g。

通过对比柠条活性炭与市售活性炭的碘吸附值、微观结构、比表面积、总孔容积及孔径大小等指标,得出柠条活性炭的综合性能远远优于市售活性炭,故柠条适合用作高比表面积活性炭的制备原料。本研究所得数据及结论为柠条炭化和活化工艺的优化和选择提供了理论依据和数据支撑。

以上就是小编为大家分享的一篇关于柠条生物质燃料的两种炭化和活化性能的试验对比,通过数据分析我们可以很清晰的了解到它的适用性,今天小编的分享就到这里了,想了解 更多内容的请关注极泰新能源官方网站。



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