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热解温度对回转窑玉米秸秆热解产物理化特性的影响
引用本文:胡二峰,吴娟,赵立欣,孟海波,姚宗路,汤森. 热解温度对回转窑玉米秸秆热解产物理化特性的影响[J]. 农业工程学报, 2019, 35(11): 233-238
作者姓名:胡二峰  吴娟  赵立欣  孟海波  姚宗路  汤森
作者单位:1. 农业农村部规划设计研究院,农业农村部农业废弃物能源化利用重点实验室,北京 100125;,2. 生态环境部南京环境科学研究所,南京 210042;,1. 农业农村部规划设计研究院,农业农村部农业废弃物能源化利用重点实验室,北京 100125;,1. 农业农村部规划设计研究院,农业农村部农业废弃物能源化利用重点实验室,北京 100125;,1. 农业农村部规划设计研究院,农业农村部农业废弃物能源化利用重点实验室,北京 100125;,3. 昆明理工大学省部共建复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室,昆明650093;
基金项目:国家玉米产业技术体系任务委托协议(CARS-02-31),博士后基金(2018M631422),农业农村部重点实验室课题"烘焙预处理对秸秆热解产物特性影响的规律研究"
摘    要:针对北方农业秸秆废弃物产量巨大且无法全部还田导致丢弃和露天焚烧现象激增等问题,该文通过搭建小型回转窑生物质热解装置考察不同热解温度下秸秆热解特性,分析主要产物的产率、元素组成等理化特性指标。结果表明:回转窑内热解温度的增加提高了热解液相产物产率和热解水产率,焦油产率呈先增加后降低趋势。与此同时,热解气总体积逐渐增加,H2含量和CH4含量也有所提高,生物炭产率和热值有所降低。当热解温度从400℃增加至700℃时,焦油产率从12.21%增加至21.70%;当温度进一步增加至800℃时,焦油产率降低至20.13%;相应的焦油热值从400℃时的19 974.0 kJ/kg逐渐增加到800℃时的21 710.0 kJ/kg。高热解温度加快热解过程中的热传递,加剧生物质大分子所含的羟基、羰基等含氧官能团的分解并促进挥发物的产生,进而提高了热解液体产物、热解水和焦油产率。过高的加热温度会加剧挥发分的二次反应,降低焦油产率;更多的含氧杂环结构会随着热解温度提高逐渐分解,因而焦油热值逐渐增加。生物炭产率随着温度增加逐渐降低,生物炭pH值和C/N比均逐渐增加,在兼顾生物炭产率和应用于炭基肥制备所需理化性质的同时需充分考虑热解温度影响。

关 键 词:温度  热解  秸秆  回转窑
收稿时间:2019-01-21
修稿时间:2019-05-29

Evaluation on pyrolysis characteristics of straw in rotary kiln
Hu Erfeng,Wu Juan,Zhao Lixin,Meng Haibo,Yao Zonglu and Tang Sen. Evaluation on pyrolysis characteristics of straw in rotary kiln[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2019, 35(11): 233-238
Authors:Hu Erfeng  Wu Juan  Zhao Lixin  Meng Haibo  Yao Zonglu  Tang Sen
Affiliation:1. Chinese Academy of Agricultural Engineering Planning & Design, Key Laboratory of Energy Resource Utilization from Agriculture Residue, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Beijing 100125, China;,2. Nanjing Institute of Environmental Sciences, Ministry of Ecology and Environment of the People''s Republic of China, Nanjing 210042, China;,1. Chinese Academy of Agricultural Engineering Planning & Design, Key Laboratory of Energy Resource Utilization from Agriculture Residue, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Beijing 100125, China;,1. Chinese Academy of Agricultural Engineering Planning & Design, Key Laboratory of Energy Resource Utilization from Agriculture Residue, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Beijing 100125, China;,1. Chinese Academy of Agricultural Engineering Planning & Design, Key Laboratory of Energy Resource Utilization from Agriculture Residue, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Beijing 100125, China; and 3. Kunming University of Science and Technology, State Key Laboratory of Complex Nonferrous Metal Resources Clean Utilization, Kunming 650093, China;
Abstract:
Keywords:temperature   pyrolysis   straw   rotary kiln
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