水热炭化生物质与煤共热解和共气化特性研究

煤和生物质共热化学转化有助于当前化石能源系统的低碳化发展。本研究以烟煤和木质生物质为原料，研究煤和生物质共热解和共气化特性，并考察了不同水热炭化温度和生物质掺混比的影响。利用热重分析仪和在线质谱分析共热解和共气化的协同作用和氢气释放特性。采用Model-fitting方法，单独分析热解和气化阶段的整体反应动力学。结果表明，煤和生物质共气化阶段的协同作用显著强于共热解阶段。生物质比例越高，共气化协同作用越明显，水热炭化会削弱共气化的协同作用。共热解过程，H₂的产生受抑制。共气化过程可采用一级模型描述，而共热解过程需遵循n级反应模型。未处理的或轻度水热炭化的生物质与煤的混合物，共热解整体活化能和反应级数大于加权平均值，而其共气化的活化能变化趋势相反。重度水热炭化生物质与煤的混合物，共热解和共气化的活化能均接近加权平均值。