CSCD来源期刊
中国科技核心期刊
RCCSE中国核心学术期刊
JST China 收录期刊

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

黏胶纤维/杨木共水热炭的燃烧和热解特性

邢语彤 张一唯 卢平

邢语彤, 张一唯, 卢平. 黏胶纤维/杨木共水热炭的燃烧和热解特性[J]. 环境工程, 2023, 41(8): 137-144,168. doi: 10.13205/j.hjgc.202308017
引用本文: 邢语彤, 张一唯, 卢平. 黏胶纤维/杨木共水热炭的燃烧和热解特性[J]. 环境工程, 2023, 41(8): 137-144,168. doi: 10.13205/j.hjgc.202308017
XING Yutong, ZHANG Yiwei, LU Ping. COMBUSTION AND PYROLYSIS CHARACTERISTICS OF HYDROCHARS BY CO-HYDROTHERMAL CARBONIZATION OF VISCOSE FIBER AND POPLAR WOOD[J]. ENVIRONMENTAL ENGINEERING , 2023, 41(8): 137-144,168. doi: 10.13205/j.hjgc.202308017
Citation: XING Yutong, ZHANG Yiwei, LU Ping. COMBUSTION AND PYROLYSIS CHARACTERISTICS OF HYDROCHARS BY CO-HYDROTHERMAL CARBONIZATION OF VISCOSE FIBER AND POPLAR WOOD[J]. ENVIRONMENTAL ENGINEERING , 2023, 41(8): 137-144,168. doi: 10.13205/j.hjgc.202308017

黏胶纤维/杨木共水热炭的燃烧和热解特性

doi: 10.13205/j.hjgc.202308017
基金项目: 

国家自然科学基金(51476079)

详细信息
    作者简介:

    邢语彤(1998-),女,硕士研究生,主要从事生物质热化学转化与利用研究。xingyt0902@163.com

    通讯作者:

    卢平(1968-),男,博士,教授,主要从事燃烧及污染物控制,生物质热化学转化与利用等研究。luping@njnu.edu.cn

COMBUSTION AND PYROLYSIS CHARACTERISTICS OF HYDROCHARS BY CO-HYDROTHERMAL CARBONIZATION OF VISCOSE FIBER AND POPLAR WOOD

  • 摘要: 水热炭化是极具发展前景的高水分生物质和有机固废预处理方法。以黏胶纤维(VF)与杨木(PW)为对象,采用水热反应釜,研究2种原料掺混比对水热炭工业分析、元素分析和热值演变的影响,并结合热重分析,评价水热炭的热解和燃烧性能。结果表明:水热处理能够显著提升原料的燃料性能,原料中的固定碳和碳元素含量分别由8.48%和41.94%增加至54.28%和73.89%,相应的热值可达到29.22 MJ/kg,同时原料中的挥发分和氧元素含量显著降低,由87.02%和62.45%分别最低降至45.01%和20.19%。2种原料共水热处理,一方面能够拓宽水热炭热解失重温度区间,降低热解活化能;另一方面能够显著改善水热炭的着火和燃烧性能,使得共水热炭的燃烧最大速率温度和温度区间向高温转移,并降低燃烧反应活化能。随着黏胶纤维掺混比的增加,水热炭热解和燃烧稳定性均有所提高,且当两者质量掺混比为5∶5时,共水热炭的综合热解指数、综合燃烧指数和着火指数均达到最大,分别为6.13×10-8、9.64×10-7和5.27×10-5。研究表明,黏胶纤维与杨木的共水热,获得高质量的固体燃料,有效改善了单一原料水热炭化时存在的不足,为黏胶纤维等固废能源化利用提供了参考。
  • [1] 姜椿芳.中国大百科全书:纺织[M].北京:中国大百科全书出版社,1984.
    [2] 华经情报网.2020年中国黏胶短纤行业市场现状,行业库存持续下降[Z].https://baijiahao.baidu.com/s?id=1683663781772587181&wfr=spider&for=pc:2020-11

    -18.
    [3] 潘肖.黏胶纤维成品质量提升的研究分析[D].唐山:华北理工大学,2019.
    [4] 昝逸凡,张彦飞,赵新鹏,等.原生生物质水热炭化制备碳材料及其应用[J].辽宁石油化工大学学报,2020,40(4):70-79.
    [5] ZHANG Y,LU P,CHEN D,et al.Effect of operation conditions on fuel characteristics of hydrochar via hydrothermal carbonization of agroforestry biomass[J/OL].Biomass Conversion and Biorefinery (2021).https://doi.org/10.1007/s13399-021-02003-w:.
    [6] KUBO S,DEMIR-CAKAN R,ZHAO L,et al.Porous carbohydrate-based materials via hard templating[J].Chemsuschem,2010,3(2):188-194.
    [7] 李田,赵培涛,黄能,等.水热提质对木屑燃烧特性和热分解特性的影响[J].可再生能源,2016,34(12):1868-1876.
    [8] 杨秀英,方志,张德庆.水热法碳化废旧棉织物制备碳微球的研究[J].齐齐哈尔大学学报(自然科学版),2015,31(2):5-7,11.
    [9] 张永芳,王淑花,郭红,等.废旧黏胶织物水热碳化制备碳微球的研究[J].棉纺织技术,2020,48(5):20-25.
    [10] ZHAI Y,WANG T,ZHU Y,et al.Production of fuel pellets via hydrothermal carbonization of food waste using molasses as a binder[J].Waste Management,2018,77:185-194.
    [11] BARDHAN M,NOVERA T M,TABASSUM M,et al.Co-hydrothermal carbonization of different feedstocks to hydrochar as potential energy for the future world:a review[J].Journal of Cleaner Production,2021,298:126734.
    [12] WANG T F,ZHAI Y B,LI H,et al.Co-hydrothermal carbonization of food waste-woody biomass blend towards biofuel pellets production[J].Bioresource Technology,2018,267:371-377.
    [13] ZHANG X J,ZHANG L,LI A M.Co-hydrothermal carbonization of lignocellulosic biomass and waste polyvinyl chloride for high-quality solid fuel production:hydrochar properties and its combustion and pyrolysis behaviors[J].Bioresource Technology,2019,294:122113.
    [14] LIN Y S,GE Y,XIAO H M,et al.Investigation of hydrothermal co-carbonization of waste textile with waste wood,waste paper and waste food from typical municipal solid wastes[J].Energy,2020,210:118606.
    [15] 宋艳培,庄修政,詹昊,等.城市污泥/褐煤共水热碳化产物的热化学转化特性及规律研究[J].化工学报,2020,71(5):2320-2332.
    [16] 张晓娟.典型废弃生物质水热碳化提质制备多功能生物炭研究[D].大连:大连理工大学,2019.
    [17] ÇEPELIOGULLAR Ö,PUTUN A E.A pyrolysis study for the thermal and kinetic characteristics of an agricultural waste with two different plastic wastes[J].Waste Management & Research,2014,32(10):971-979.
    [18] 吴倩芳,张付申.水热炭化废弃生物质的研究进展[J].环境污染与防治,2012,34(7):70-75.
    [19] 宋艳培,庄修政,詹昊,等.污泥与褐煤共水热碳化的协同特性研究[J].化工学报,2019,70(8):3132-3141.
    [20] KARAGOZ S,BHASKAR T,MUTO A,et al.Comparative studies of oil compositions produced from sawdust,rice husk,lignin and cellulose by hydrothermal treatment[J].Fuel,2005,84(7/8):875-884.
    [21] WU M B,ZHANG Z X,WANG X W,et al.Effect of lignin content on hydrothermal liquefication of biomass into oil[Z].2011 International Conference on Materials for Renewable Energy & Environment.Shanghai,China,2011:294-297.
    [22] 冯钰.煤热解半焦气化反应活性和燃烧特性研究[D].大连:大连理工大学,2016.
    [23] 张灿.油茶壳和油页岩/半焦混合燃烧的实验研究[D].广州:华南理工大学,2017.
    [24] 王绪崇,张胜,袁晓君,等.木质素含量对纤维素纳米纤维热稳定性的影响[J].中国造纸,2021,40(7):70-77.
    [25] ZHANG S P,PI M,SU Y H,et al.Physiochemical properties and pyrolysis behavior evaluations of hydrochar from co-hydrothermal treatment of rice straw and sewage sludge[J].Biomass and Bioenergy,2020,140:105664.
    [26] 熊绍武,张守玉,吴巧美,等.生物质炭燃烧特性与动力学分析[J].燃料化学学报,2013,41(8):958-965.
    [27] LIN Y S,MA X Q,PENG X W,et al.A mechanism study on hydrothermal carbonization of waste textile[J].Energy & Fuels,2016,30(9):7746-7754.
    [28] ZHENG C P,MA X Q,YAO Z L,et al The properties and combustion behaviors of hydrochars derived from co-hydrothermal carbonization of sewage sludge and food waste[J].Bioresource Technology,2019,285:121347.
    [29] 冯锴瑜,孙军,王娟.夏威夷果壳热解特性实验研究[J].科学技术与工程,2020,20(7):2705-2710.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  81
  • HTML全文浏览量:  6
  • PDF下载量:  2
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2022-09-01
  • 网络出版日期:  2023-11-15

目录

    /

    返回文章
    返回