有機質超臨界水熱解特性的研究.pdf

1、我國的生物質能十分豐富，且其作為低碳能源，對于逐步改變我國以化石燃料為主的能源結構具有重要作用，但是目前我國的生物質能利用率很低，尋求一種高效利用生物質能的處理方法具有非常重要的意義。同時隨著廢舊輪胎的不斷積累，其引起的環境問題越來越嚴重，廢舊輪胎的回收處理將是一無法回避的環保課題，為其再生利用尋找出路迫在眉睫。 超臨界水熱解技術是一種有效處理有機質的環境友好新型技術，本文對超臨界水熱解木屑及廢舊輪胎進行了初步的理論和實驗研究

2、。 在綜合國內外有關研究的基礎上，結合超臨界水的性質及反應特點，歸納出適合超臨界水反應的數學模型，包括連續性方程、動量方程、能量方程等；總結了幾種典型有機物在超臨界水反應中的傳熱經驗關聯式、反應動力學方程、多孔介質中水的描述方程、生物質在超臨界水中反應速率的表達式等。根據IAPWSformulation97所提供的超臨界水的物性參數，擬合出超臨界狀態下密度、導熱系數、動力黏度、定壓比熱等以溫度為自變量的二次函數表達式。

3、 本文在間歇式實驗臺上，進行了典型有機質木屑及廢舊輪胎在超臨界水中的熱解實驗，研究了溫度、壓力等因素對熱解反應率、殘渣中碳含量、氣體產物分布等的影響規律。結果表明： 木屑在亞臨界狀態下熱解已經較為完全，但是隨著溫度和壓力的升高，其熱解程度進一步加深，殘渣中的碳含量也在逐步升高，但是趨勢都在逐漸減緩，平均碳含量約為70﹪。而廢舊輪胎在亞臨界狀態的熱解反應率僅有0．4，其熱解程度也隨著溫度和壓力的升高而逐漸加深，在500℃、22

4、.2MPa反應已經接近完全，殘渣中碳含量隨著溫度和壓力的升高出現先升高后降低的趨勢，平均含碳量在80﹪以上。壓力在臨界點附近對廢舊輪胎的熱解影響較大。 反應后的氣體產物分析表明，木屑及廢舊輪胎在超臨界水中熱解均無SO<,2>、NOx等有毒有害氣體產生。 木屑超臨界水熱解后的氣體產物主要為CO<,2>、H<,2>、CO、CH<,4>及一些烴類氣體。CO<,2>含量隨著溫度升高先增加后減少，CO的含量較低，且基本保持不變

5、，CH<,4>含量則是隨著溫度的升高一直在升高。壓力升高，CO、CH<,4>含量降低，CO<,2>、C<,2>-C<,6>烴類氣體含量升高。 CH<,4>是廢舊輪胎在超臨界水中熱解的主要氣體產物，隨著溫度的升高其含量迅速升高，且升高速率越來越大，400℃-500℃是CH<,4>生成的主要溫度階段。CO<,2>含量也是隨著溫度的升高而升高，但是增長速率卻遠小于CI-h。CO含量較低，在450℃-500℃范圍內略有升高。 超臨界水