糠醛渣与稻壳加工成燃料原理

糠醛渣与稻壳加工成燃料原理概述中国的稻壳资源丰富，产量每年6000 万吨，折合成标煤每年3300 万吨。稻壳是由木质素、纤维素、半纤维素(聚戌 糖)组成，其含量取决于稻壳品种和它的生长环境。生物质种类繁多，是人类赖以生存的重要能源资源，其消费总量仅次于 煤炭、石油、天然气而居于第四位。若将大量便利的生物质转换成高品位的能源，不但能缓解常规能源的短缺，而且有利于 保护环境，促进经济的发展。我国每年糠醛废渣的产量高达130 万吨。糠醛渣是玉米芯经水解生产糠醛(呋喃甲醛)的副产品， 糠醛渣和稻壳两种生物质组成相似，含有大量纤维素。热解技术是将生物质转化为气体或液体燃料的有效途径。将糠醛渣与 稻壳经加工作为燃料加以利用，既解决了环保问题，又节约能源，使大量的生物质废弃物就地高效地转换成高品位的能源， 不但可以改善农村的生态环境，而且能有效的利用可再生能源，将生物质转化为气体或液体燃料，来促进农村的经济发展。二 理论原理例某糠醛厂的糠醛废渣和稻壳，两种生物质经研磨后，筛选出粒径在 0.2 mm 以下的样品。按糠醛渣与稻壳质量比 10:0； 9:2； 7:4； 5:5； 0:10均匀混合，配置成五个样品分别记为SI、S2、S3、S4、S5。工业分析及元素分析见下表所示：越序肯帑寰的工业骨析和元索静析工世井曲t熬购甘対/kJ kg*1宙紀联PC”* C.rMH.rK3U1 1. ? 5氓454Q. &T5. 15Dr界O. %lS9TS. &411. 35&4.11. F441b 255. 65(k bi3+. 50 191&1T4从上表可看出由于糠醛渣和稻壳的不同热解特性造成的关系，一般认为所有的生物质都是由纤维素、半纤维素、木 质素以及少量的提取物组成的，各成分对热解的贡献不同，各组分热解活跃温度区间也不同，且它们在各自的热解活跃温度 范围内反应速率随温度呈抛物线形状变化，而半纤维素最先热解；纤维素和木质素的热解失重明显的温度区间分别为300 430C。和250500C。按温度区间划分，在250300C主要是半纤维素的热解；300400C主要是纤维素和木质素的热解， 但是纤维素的失重速率远高于木质素；420C后几乎仅是木质素的热解；400C左右纤维素和木质素的热解失重速率都达到最 大值。从环境温度到110C左右的阶段为干燥过程，试样主要脱除水分和其他吸附气体，失重明显阶段的温度范围为 280C700C，失重量约占总热解失重量的85%90%，其中280C到400C左右的区域反应速度较快，失重量约占总热 解失重量的65%；400C650C左右的区域，热解反应继续进行，但与前一阶段相比速率明显减慢，热解机理发生了变化。 一般所有的糠醛渣与稻壳混合物都是由纤维素、半纤维素、木质素以及少量的提取物组成的，各成分对热解的贡献不同，各 组分热解活跃温度区间也不同，根据生物质的主要组分分析，半纤维素最先热解；纤维素和木质素的热解失重明显温度区间 分别为300C430C和250C-500C。按温度区间划分，在250C300C主要是半纤维素的热解；300C400C主要是纤 维素和木质素的热解，但是纤维素的失重速率远高于木质素；420C后几乎仅是木质素的热解；400C左右纤维素和木质素的 热解失重速率都达到最大值，几乎同时占主导地位，因此在糠醛渣和稻壳中，这些成分之间的比例是不同的。三结论(1) 糠醛渣与稻壳共热解的主要热解温度区间明显的分为两个阶段，两个阶段的热解机理不同，是热解动力学研究的温度范 围。(2) 影响热解过程的因素较多，糠醛渣与稻壳混合物的热解结果不是两种生物质单独热解贡献的简单相加，实验结果受稻壳 的影响较大。对以制气体或液体为目的糠醛渣热解反应，加人一定比例稻壳能提高产率。(3) 随着升温速率的增大，热滞后现象的加重以及化学反应动力学因素使糠醛渣热解的初始温度失重峰值温度及热解终止温 度均向高温侧移动，而且失重略有下降，而 DTG 峰温向高温侧移动。参考文献周秀民 糠醛渣与稻壳共热解规律 长春工业大学学报(自然科学版) 2005 年3月 王擎，孙佰仲，刘杨，胡爱娟，孙键 糠醛渣与稻壳混合物的共热解特性研究农业工程学报 2005 年 9 月 孙佰仲，刘杨，赵丽荣，王擎，郭峰 糠醛渣与稻壳共热解的研究东北电力学院学报 2004年12 月