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本文以稻秸秆为原料,考察了热解温度和载气流速对空冷塔-喷淋塔串联的焦油净化系统净化效果的影响。结果表明:热解温度对焦油产率有较大影响但对焦油在净化系统中的分布影响不大,当热解温度由500℃升高至750℃时,焦油收率由19.89%升高至22.72%,空冷塔中的焦油占比由84.26%降低至80.50%。焦油中超过99%、81%、84%和93%的酚类化合物、烷烯烃、含氮化合物和含氧化合物(除酚类化合物外)在空冷塔中富集,而超过76%的芳烃及其衍生物在喷淋塔中富集。载气流速对焦油产率影响较小但对焦油在净化系统中的分布影响较大,当载气流速由300ml/min增加至500ml/min时,空冷塔中的焦油占比由82.97%降低至66.36%,喷淋塔中烷烯烃、含氧化合物和含氮化合物的质量占比分别由18.97%、6.35%和15.82%增加至62.63%、33.54%和57.89%。上述研究表明空冷塔-喷淋塔串联的净化系统不仅可以实现生物质燃气中焦油的高效净化,而且实现了焦油中酚类物质和芳烃及其衍生物等高附加值化学品的富集回收。 考察了稻秸秆在气化过程中矿物质的熔融特性。结果表明:当温度为550℃时,稻秸秆中无定形相物质含量高达90%,随着温度升高至800℃,部分无定形相物质转化为MgSiO3、Ca3(PO4)2和NaAlSiO4等晶相物质,导致无定形相物质含量降低至78.40%;当温度由800℃升高至1100℃时,石英[SiO2]与CaO反应生成硅灰石[CaSiO3],进而转化为硅酸钙[Ca2SiO4],硅酸钙[Ca2SiO4]与Al2O3和MgO进一步反应分别生成钙铝黄长石[Ca2Al2SiO7]和镁黄长石[Ca2MgSi2O7],长石类矿物质与FeO进一步反应生成玻璃态物质,导致无定形相物质含量增加至96.40%。考察生物质气化过程中碱金属盐与石英砂床料的熔融粘连特性,结果表明:在800~1200℃气化温度范围内,温度和碱金属含量是影响石英砂床料熔融粘连特性的重要因素。当气化温度为900℃时,碱金属与石英砂床料发生明显的熔融粘连,该过程以碱金属的熔融粘附石英砂床料等物理过程为主,未发生明显的化学反应。 以稻秸秆、玉米秸秆和稻壳为研究对象,考察了生物质共气化过程中矿物质的熔融特性。结果发现:在稻秸秆/稻壳或玉米秸秆/稻壳混配灰中的比例分别为30%和40%时,混配灰的熔融温度发生明显变化。工业应用中,根据生物质气化技术的安全操作温度范围,稻壳/稻秸秆或稻壳/玉米秸秆共气化过程中稻秸秆在原料中占比应低于30%,玉米秸秆在原料中占比应低于50%。