生物質(zhì)熱解液化試驗研究

第20卷第2期應用科學(xué)學(xué)報Vol. 20 ,No.22002年6月JOURNAL OF APLIED SCIENCESJune 2002文章編號: 0255 - 8297 2002 )2 - 0215- 03生物質(zhì)熱解液化試驗研究曾忠(上海理工大學(xué)機械工程學(xué)院,上海200093 )摘要:介紹了自行設計的一套小型旋轉錐式閃速熱解液化系統并以松木屑為例詳細說(shuō)明了其熱解液化生產(chǎn)生物質(zhì)油的過(guò)程和相關(guān)工藝參數.關(guān)鍵詞:熱解液化;生物質(zhì)油;可再生能源中圖分類(lèi)號: TK6文獻標識碼: AThe Technology of Rotating Cone Pyrolysis of BiomassZENG Zhong( School of Mechanical Engineering , Univesity of Shanghai for Science andTechmology , Shanghai 200093 , China )Abstract : In this paper ,a biomass flash pyrolysis system with a rotating cone reactor is introduced. As an ex-ample , we define the process of pyrogenation and liquefaction of wood-bits and the related technical parame-ters.Key words : pyrolysis ; bio-oil ; renewable energy生物質(zhì)是地球.上最普遍的一種可再生能源,它棄物)用來(lái)生產(chǎn)氣體、液體和固體等燃料和化學(xué)產(chǎn)具有揮發(fā)組分高、碳的活性高、硫含量低、灰分低、品2-4]采用該技術(shù)比其他處理技術(shù)可獲得更多的量大價(jià)廉等優(yōu)點(diǎn).生物質(zhì)遍布于陸地和水域的千萬(wàn)能源和更大的效益.種植物之中,猶如一個(gè)巨大的太陽(yáng)能化工廠(chǎng),不斷地將太陽(yáng)能轉化為化學(xué)能并以有機物的形式儲存1熱解液化機理及產(chǎn)品于植物內部.如何更好地開(kāi)發(fā)和利用生物質(zhì),使它在21世紀發(fā)揮重要作用,已成為人們日益關(guān)注的1.1熱解液化機理問(wèn)題1.熱解是生物質(zhì)在完全缺氧或有限氧供給的情況以前,生物質(zhì)能的利用一般采用直接燃燒取熱下 的熱降解過(guò)程其溫度一般在500 ~ 800C.和厭氧發(fā)酵生產(chǎn)沼氣的方法.但此種方式由于水分生物質(zhì)種類(lèi)各異,成分十分復雜,一般由纖維多單位熱量低、容積大、資源分散,十分不利于收素、半纖維素和木質(zhì)素3種主要物質(zhì)以及-些少量集、儲存和運輸.因此將生物質(zhì)轉化為高品位、能量提取物組成其熱裂解過(guò)程見(jiàn)圖1.首先熱量傳到密度高能量載體的生物質(zhì)熱化學(xué)轉化技術(shù)越來(lái)越受生物質(zhì)顆粒表面局部迅速分解為炭和油蒸氣油蒸到人們的關(guān)注.生物質(zhì)熱裂解技術(shù)以連續的工藝和氣包括可冷凝氣體(生物油)和不可冷凝氣體,當油工廠(chǎng)化的生產(chǎn)方式將低品位的用常規方法難以處理蒸氣離開(kāi)生物質(zhì)時(shí)可能進(jìn)一步 分解為穩定的氣體和的有機生物質(zhì)(如鋸末、稻殼、樹(shù)枝以及其他有機廢焦油.收稿日期: 2001-01-20;修訂日期: 2001-08-30216應用科學(xué)學(xué)報20卷熱量生物質(zhì)不可冷凝氣體和氤氣一氣體焦袖氮氣-一液體少粒--聚一出水氣體落進(jìn)水圖1生物質(zhì)分解的反 應途徑反應器，炭生物質(zhì)油液化就是將熱解氣體在高溫下驟泠避免油蒸沙箱]氣的二次裂解最大限度地生產(chǎn)液態(tài)生物質(zhì)油.圖3旋轉 錐式閃速熱解液化系統熱解機理的研究結果表明,改變加熱速率和反應溫度等工藝參數可改變氣體、液體和炭3種產(chǎn)品送料系統包括生物質(zhì)輸送和熱載體(沙粒)輸的比例.送.采用螺旋輸送機構將生物質(zhì)送入反應器同時(shí)通1.2熱解液化產(chǎn) 品與應用入一定壓力的氮氣以促進(jìn)生物質(zhì)流動(dòng)沙粒在送入熱解生產(chǎn)的液體產(chǎn)品為較濃的黑色油狀物,由前用煤氣加熱至反應溫度沙?？孔灾芈淙?復雜的含氧碳氫化合物組成其水分一般占重量的反應器由旋轉的外錐、靜止的內錐、電加熱元件20%黏度范圍在輕質(zhì)油與重燃油之間與生物質(zhì)具和絕熱密封殼體組成其工作原理如圖4.有相同的元素熱值較高(20~25M]J/kg).pH值較低有一定的腐蝕性.生物質(zhì)氮氣熱解氣體固體產(chǎn)品為炭熱解氣體產(chǎn)品含有烴類(lèi)其高熱沙粒值大約15 ~ 22MJ/Nm3低熱值為4 ~ 8MJ/Nm?.熱解液化產(chǎn)品的應用情況如圖2所示.內錐燃料加熱反應器 發(fā)電加熱原料