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常州市中特特钢

发布时间:2019-10-03 06:36 来源:未知 编辑:admin

  摘要:当今社见面对着能源缺少和情况作怪日益首要等题目,生物质能源动作可再生绿色能源,多量斥地行使看待工业和社会糊口中具有紧要的事理。生物质热解身手是将生物质转化成生物质能的有用可行伎俩之一。为告终生物质能源工业化、范畴化临蓐,必要要完备热解响应身手及其中央热解响应器装备。正在分解了生物质热解机理的底子上,着重先容了热解响应器的类型以及其特性。

  自工业革命从此,煤炭、石油和自然气等化石能源的多量斥地行使,使得化石能源成为人类赖以生活和兴盛的底子,也是社会经济兴盛的紧要底子[1]。化石能源属于不成再生能源,多量的开采利用,变成化石能源缺少,能源危殆日益首要,正在利用经过中会排放多量的硫氮化合物以及可吸入颗粒物等污染物,对生态情况变成首要作怪,同时会多量排放温室气体二氧化碳,加剧温室效应[2,3]。生物质能动作仅次于煤、石油和自然气以外的第四大能源,正在能源编制中占据相当紧要的名望,生物质能既可直接动作燃料,也能够通过转化格式转换为生物燃油,从而替换局限解石能源的利用,可能有用缓解化石能源缺少的题目,而生物质能正在利用经过中排放的温室气体CO2,会通过碳轮回再被绿色植物从头摄取行使,使CO2正在大气中的总量到达平均,外面上能够告终对大气情况CO2的“零排放”[4-6]。加大对生物质能斥地利使劲度,增大生物质能的行使比例,可革新古板的能源布局,将有用的消浸温室气体排放,极大水平上节减情况污染,对维持生态情况具有紧要事理[7]。

  生物质热解是指生物质正在一律无氧或者正在含氧量极低的条目下,通过热化学转化将生物质转化为不凝气体、液态生物油以及固体残炭三类产品[8,9]。

  正在生物质热解的经过中天生气态产品,气态产品通过热解工艺的冷凝编制后,局限气态产品冷凝为液态生物油,其余气态产品为不凝气体,如一氧化碳等。各热解产品的比例巨细紧要取决于热解工艺的类型和响应条目。凭据热解工艺条目的分歧,生物质热解身手可分为慢速热解、惯例热解、敏捷热解和闪速热解等[10-12]。

  (1)慢速热解:生物质正在较低的响应温度(约为400℃以下)通过长时辰热解,其紧要经过是生物质炭化经过,取得的紧要产品是焦炭。

  (2)惯例热解:响应器通过较低升温速度(10~100℃/min)到达裂解温度小于600℃驾御,生物质正在响应器内中断时辰庇护正在0.5~55s,将取得气、液、固三相产品,且天生产品比例差异不大。

  (3)敏捷热解:正在常压下,通过较高的升温速度(600~1000℃/min)使裂解温度到达600~800℃,生物质颗粒正在响应器内下中断时辰正在0.5~1s,并竣工响应,通过敏捷冷凝从而得回液态生物油。当裂解温度到达800℃以上时取得多量气体产品、少量液体与焦炭。

  (4)闪速热解:正在裂解温度为800~1000℃下生物质正在响应器内通过较短的中断时辰(小于0.5s),通过极高升温速度(大于1000℃/min)到达裂解温度,从而告终刹时裂解。

  生物质热解经过是极其繁杂的蜕化经过,能够将其热解经过归结于纤维素、半纤维素和木质素三种紧要的高聚物的热解,因而生物质热解是生物质中纤维素、半纤维素和木质素等紧要的高聚物正在高温条目下举行一系列繁杂的化学转化的经过,个中席卷分子间断键、咸集和异构化等。

  生物质热解经过从质地传达、热量传达角度分解可得,响应器壁面供应的热量经生物质颗粒皮相传达到颗粒内部,热解响应是由外至内循序举行天生生物质炭和挥发分的经过,挥发分通过后续冷凝编制,局限气体冷凝成液态生物油,而盈利挥发分动作不成凝气体移除响应器举行后续管理[13]。颗粒内部的挥发分将进一步裂解天生不凝气体和二次裂解产品,从颗粒内部逸出的挥发分正在颗粒外部产生二次热裂解[14]。二次热裂解节减了产物生物油收率,消浸了生物油品格。二次热裂解与挥发分正在响应器内中断时辰及生物质颗粒粒径的巨细相合,切磋标明裂解气产生二次裂解的概率跟着其正在响应器内中断时辰的拉长而变大,因而正在生物质热解经过中需采用必定的手段节减中断时辰胁制挥发分二次热裂解的举行。

  轮回流化床响应器(Circulating fluidized bed reactor)的使命道理是热载体砂子伴跟着副产品固态焦炭一块被气体吹出响应器,进入焦炭燃烧室,焦炭正在燃烧室中燃烧开释热量加热砂子,经加热的砂子再返回响应器为生物质热解供应所必要热量,如许组成了一个完好的轮回经过。基于轮回流化床生物质热解身手切磋斥地的单元紧要有加拿大ENSYN、意大利ENEL、希腊CRES和CPERI以及芬兰VTT等,个中切磋斥地较为凯旋的是加拿大ENSVN。正在加拿大ENSYN(Ensyn in ottawa,Canada)大学切磋斥地的轮回流化床响应器[15]如图1所示,是以杨木动作原料,热解响应温度为600℃,目前斥地的最大范畴生物质热解装备日管理量为50t生物质原料,热解天生产品生物油产量可达65%。该响应器紧要益处是:布局相对紧凑,选用热容较大砂子动作热载体,其向生物质颗粒举行热传导的服从较高,可能有用的抬高响应器的管理才干;生物质热解响应天生的气态产品正在响应器内的中断时辰很短,可有用的避免由裂解气的二次热裂解而变成生物油产量低落,但其有显著不够:生物质热解响应动力学较为繁杂,因而对生物质热解经过局限较为艰难;因为响应必要利用多量的载气,为热解工艺后续的热解气冷凝带来了较大的艰难,同时会变成多量的能量耗损。

  正在1989年第一套挽救锥响应器(Twente rotating cone Process)是由荷兰乔特大学(erland)的响应器工程组和生物质的身手集团(BTG)合伙切磋斥地的。当时该生物质热解响应器的临蓐加工才干约为10kg/h,产品生物油产量最高时能够到达生物质无灰干重的70%。该响应器的使命道理如图2所示,正在挽救锥生物质热解工艺流程中,物料生物质颗粒和惰性热载体石英砂一同喂入挽救锥响应器的底部,物料生物质颗粒会正在响应器内螺旋上升,正在上升的经过中生物质颗粒会吸热赶疾加热,举行裂解响应,产品裂解气经导出管进入旋风分辨器,将产品固态焦炭与裂解气分辨,后者通过冷凝器冷凝为液态生物油,固态产品焦炭进入燃烧室燃烧,加热热载体石英砂,为热解响应供应热量[16-18]。挽救锥响应器益处是其日常不必要载气,布局紧凑节减本钱,但其央求生物质颗粒粒径较小,装备繁杂不易放大。

  烧蚀涡旋响应器(Vortex reactor)是由美邦可再生资源实习室(NREL)切磋斥地的生物质热解响应器[19]如图3所示。该响应器内部布局是有一根长度为70mm、直径为130mm的管。正在烧蚀涡旋生物质热解工艺流程中,物料生物质颗粒通过利用过热蒸汽或氮气气流领导进入响应器,沿着切线宗旨进入涡旋响应器的响应管内,生物质颗粒正在受到高速离心力效用下,生物质颗粒正在响应器的壁面(管壁温度为625℃)上产生猛烈的裂解响应,残留正在响应器壁面上的产品生物油油膜会敏捷的蒸发,而未一律响应的生物质颗粒通过轮回回途从头一连地热解。该响应器的临蓐加工才干约为50kg/h,产品生物油的产量能够到达55%。正在该响应器内,物料生物质颗粒正在外力下,通过高速的与响应器管壁运动摩擦,颗粒粒径不竭变小,因而烧蚀响应用具有对物料生物质颗粒粒径央求不高的有点,而烧蚀响应器紧要的身手困难是正在于奈何使物料生物质颗粒与高温壁面正在具有必定相对运动速率的状况下密切接触而不脱节。

  气固并流下吸式线],响应器炉管真空度是通过热解响应原料的管理量调剂,进而可局限生物质原料正在炉管内中断时辰和裂解水平,从而有用地抗御裂解气产生二次裂解变成产品生物油产量低落题目的产生,同时抗御炉管窒碍题目的产生。该响应器利用生物质热解天生的不成凝气体动作热源对响应器内生物质颗粒举行的加热,避免利用熔盐或石英砂等惰性热载体变成热裂解经过中传热不均和炉管窒碍等题目的产生。

  通过生物质热解身手临蓐生物油,是富集生物质能的有用法子之一,生物油可替换局限解石能源正在工业以及社会糊口的利用,能有用的缓解由化石能源缺少而变成的能源危殆题目,具有广大的兴盛潜力。生物质热解制取生物油身手已日趋成熟完备,已开端具备工业化范畴化临蓐,生物质热解制生物油工艺装备中央是生物质热解响应器,但目宿世物质热解紧要题目是正在响应器类型及其响应器传热服从能否满意生物质热解身手所需升温速度央求等题目,革新和完备热解响应器装备必将对有用行使生物质能源有着极大的督促效用。

  [8]吕高金.玉米秆及其紧要组分的热解次序与生物油特性组分的定量分解[D].华南理工大学,2012.。

  [10]黄彩霞,刘荣厚,蔡均猛,等.生物质热裂解生物油性子的切磋希望[J].农机化切磋,2007(11):6-9?

  [16]吴创之,阴秀丽.欧洲生物质能行使的切磋近况与特性[J].新能源,1999,21(3):30-35。

  [18]徐保江,李美玲,曾忠.挽救锥式闪速热解生物质试验切磋[J].情况工程,1999,17(5):71-74!

  摘要:当今社见面对着能源缺少和情况作怪日益首要等题目,生物质能源动作可再生绿色能源,多量斥地行使看待工业和社会糊口中具有紧要的事理。生物质热解身手是将生物质转化成生物质能的有用可行伎俩之一。为告终生物质能源工业化、范畴化临蓐,必要要完备热解响应身手及其中央热解响应器装备。正在分解了生物质热解机理的底子上,着重先容了热解响应器的类型以及其特性。

  自工业革命从此,煤炭、石油和自然气等化石能源的多量斥地行使,使得化石能源成为人类赖以生活和兴盛的底子,也是社会经济兴盛的紧要底子[1]。化石能源属于不成再生能源,多量的开采利用,变成化石能源缺少,能源危殆日益首要,正在利用经过中会排放多量的硫氮化合物以及可吸入颗粒物等污染物,对生态情况变成首要作怪,同时会多量排放温室气体二氧化碳,加剧温室效应[2,3]。生物质能动作仅次于煤、石油和自然气以外的第四大能源,正在能源编制中占据相当紧要的名望,生物质能既可直接动作燃料,也能够通过转化格式转换为生物燃油,从而替换局限解石能源的利用,可能有用缓解化石能源缺少的题目,而生物质能正在利用经过中排放的温室气体CO2,会通过碳轮回再被绿色植物从头摄取行使,使CO2正在大气中的总量到达平均,外面上能够告终对大气情况CO2的“零排放”[4-6]。加大对生物质能斥地利使劲度,增大生物质能的行使比例,可革新古板的能源布局,将有用的消浸温室气体排放,极大水平上节减情况污染,对维持生态情况具有紧要事理[7]。

  生物质热解是指生物质正在一律无氧或者正在含氧量极低的条目下,通过热化学转化将生物质转化为不凝气体、液态生物油以及固体残炭三类产品[8,9]。

  正在生物质热解的经过中天生气态产品,气态产品通过热解工艺的冷凝编制后,局限气态产品冷凝为液态生物油,其余气态产品为不凝气体,如一氧化碳等。各热解产品的比例巨细紧要取决于热解工艺的类型和响应条目。凭据热解工艺条目的分歧,生物质热解身手可分为慢速热解、惯例热解、敏捷热解和闪速热解等[10-12]。

  (1)慢速热解:生物质正在较低的响应温度(约为400℃以下)通过长时辰热解,其紧要经过是生物质炭化经过,取得的紧要产品是焦炭。

  (2)惯例热解:响应器通过较低升温速度(10~100℃/min)到达裂解温度小于600℃驾御,生物质正在响应器内中断时辰庇护正在0.5~55s,将取得气、液、固三相产品,且天生产品比例差异不大。

  (3)敏捷热解:正在常压下,通过较高的升温速度(600~1000℃/min)使裂解温度到达600~800℃,生物质颗粒正在响应器内下中断时辰正在0.5~1s,并竣工响应,通过敏捷冷凝从而得回液态生物油。当裂解温度到达800℃以上时取得多量气体产品、少量液体与焦炭。

  (4)闪速热解:正在裂解温度为800~1000℃下生物质正在响应器内通过较短的中断时辰(小于0.5s),通过极高升温速度(大于1000℃/min)到达裂解温度,从而告终刹时裂解。

  生物质热解经过是极其繁杂的蜕化经过,能够将其热解经过归结于纤维素、半纤维素和木质素三种紧要的高聚物的热解,因而生物质热解是生物质中纤维素、半纤维素和木质素等紧要的高聚物正在高温条目下举行一系列繁杂的化学转化的经过,个中席卷分子间断键、咸集和异构化等。

  生物质热解经过从质地传达、热量传达角度分解可得,响应器壁面供应的热量经生物质颗粒皮相传达到颗粒内部,热解响应是由外至内循序举行天生生物质炭和挥发分的经过,挥发分通过后续冷凝编制,局限气体冷凝成液态生物油,而盈利挥发分动作不成凝气体移除响应器举行后续管理[13]。颗粒内部的挥发分将进一步裂解天生不凝气体和二次裂解产品,从颗粒内部逸出的挥发分正在颗粒外部产生二次热裂解[14]。二次热裂解节减了产物生物油收率,消浸了生物油品格。二次热裂解与挥发分正在响应器内中断时辰及生物质颗粒粒径的巨细相合,切磋标明裂解气产生二次裂解的概率跟着其正在响应器内中断时辰的拉长而变大,因而正在生物质热解经过中需采用必定的手段节减中断时辰胁制挥发分二次热裂解的举行。

  轮回流化床响应器(Circulating fluidized bed reactor)的使命道理是热载体砂子伴跟着副产品固态焦炭一块被气体吹出响应器,进入焦炭燃烧室,焦炭正在燃烧室中燃烧开释热量加热砂子,经加热的砂子再返回响应器为生物质热解供应所必要热量,如许组成了一个完好的轮回经过。基于轮回流化床生物质热解身手切磋斥地的单元紧要有加拿大ENSYN、意大利ENEL、希腊CRES和CPERI以及芬兰VTT等,个中切磋斥地较为凯旋的是加拿大ENSVN。正在加拿大ENSYN(Ensyn in ottawa,Canada)大学切磋斥地的轮回流化床响应器[15]如图1所示,是以杨木动作原料,热解响应温度为600℃,目前斥地的最大范畴生物质热解装备日管理量为50t生物质原料,热解天生产品生物油产量可达65%。该响应器紧要益处是:布局相对紧凑,选用热容较大砂子动作热载体,其向生物质颗粒举行热传导的服从较高,可能有用的抬高响应器的管理才干;生物质热解响应天生的气态产品正在响应器内的中断时辰很短,可有用的避免由裂解气的二次热裂解而变成生物油产量低落,但其有显著不够:生物质热解响应动力学较为繁杂,因而对生物质热解经过局限较为艰难;因为响应必要利用多量的载气,为热解工艺后续的热解气冷凝带来了较大的艰难,同时会变成多量的能量耗损。

  正在1989年第一套挽救锥响应器(Twente rotating cone Process)是由荷兰乔特大学(erland)的响应器工程组和生物质的身手集团(BTG)合伙切磋斥地的。当时该生物质热解响应器的临蓐加工才干约为10kg/h,产品生物油产量最高时能够到达生物质无灰干重的70%。该响应器的使命道理如图2所示,正在挽救锥生物质热解工艺流程中,物料生物质颗粒和惰性热载体石英砂一同喂入挽救锥响应器的底部,物料生物质颗粒会正在响应器内螺旋上升,正在上升的经过中生物质颗粒会吸热赶疾加热,举行裂解响应,产品裂解气经导出管进入旋风分辨器,将产品固态焦炭与裂解气分辨,后者通过冷凝器冷凝为液态生物油,固态产品焦炭进入燃烧室燃烧,加热热载体石英砂,为热解响应供应热量[16-18]。挽救锥响应器益处是其日常不必要载气,布局紧凑节减本钱,但其央求生物质颗粒粒径较小,装备繁杂不易放大。

  烧蚀涡旋响应器(Vortex reactor)是由美邦可再生资源实习室(NREL)切磋斥地的生物质热解响应器[19]如图3所示。该响应器内部布局是有一根长度为70mm、直径为130mm的管。正在烧蚀涡旋生物质热解工艺流程中,物料生物质颗粒通过利用过热蒸汽或氮气气流领导进入响应器,沿着切线宗旨进入涡旋响应器的响应管内,生物质颗粒正在受到高速离心力效用下,生物质颗粒正在响应器的壁面(管壁温度为625℃)上产生猛烈的裂解响应,残留正在响应器壁面上的产品生物油油膜会敏捷的蒸发,而未一律响应的生物质颗粒通过轮回回途从头一连地热解。该响应器的临蓐加工才干约为50kg/h,产品生物油的产量能够到达55%。正在该响应器内,物料生物质颗粒正在外力下,通过高速的与响应器管壁运动摩擦,颗粒粒径不竭变小,因而烧蚀响应用具有对物料生物质颗粒粒径央求不高的有点,而烧蚀响应器紧要的身手困难是正在于奈何使物料生物质颗粒与高温壁面正在具有必定相对运动速率的状况下密切接触而不脱节。

  气固并流下吸式线],响应器炉管真空度是通过热解响应原料的管理量调剂,进而可局限生物质原料正在炉管内中断时辰和裂解水平,从而有用地抗御裂解气产生二次裂解变成产品生物油产量低落题目的产生,同时抗御炉管窒碍题目的产生。该响应器利用生物质热解天生的不成凝气体动作热源对响应器内生物质颗粒举行的加热,避免利用熔盐或石英砂等惰性热载体变成热裂解经过中传热不均和炉管窒碍等题目的产生。

  通过生物质热解身手临蓐生物油,是富集生物质能的有用法子之一,生物油可替换局限解石能源正在工业以及社会糊口的利用,能有用的缓解由化石能源缺少而变成的能源危殆题目,具有广大的兴盛潜力。生物质热解制取生物油身手已日趋成熟完备,已开端具备工业化范畴化临蓐,生物质热解制生物油工艺装备中央是生物质热解响应器,但目宿世物质热解紧要题目是正在响应器类型及其响应器传热服从能否满意生物质热解身手所需升温速度央求等题目,革新和完备热解响应器装备必将对有用行使生物质能源有着极大的督促效用。

  [8]吕高金.玉米秆及其紧要组分的热解次序与生物油特性组分的定量分解[D].华南理工大学,2012.!

  [10]黄彩霞,刘荣厚,蔡均猛,等.生物质热裂解生物油性子的切磋希望[J].农机化切磋,2007(11):6-9!

  [16]吴创之,阴秀丽.欧洲生物质能行使的切磋近况与特性[J].新能源,1999,21(3):30-35。

  [18]徐保江,李美玲,曾忠.挽救锥式闪速热解生物质试验切磋[J].情况工程,1999,17(5):71-74。

  摘要:当今社见面对着能源缺少和情况作怪日益首要等题目,生物质能源动作可再生绿色能源,多量斥地行使看待工业和社会糊口中具有紧要的事理。生物质热解身手是将生物质转化成生物质能的有用可行伎俩之一。为告终生物质能源工业化、范畴化临蓐,必要要完备热解响应身手及其中央热解响应器装备。正在分解了生物质热解机理的底子上,着重先容了热解响应器的类型以及其特性。

  自工业革命从此,煤炭、石油和自然气等化石能源的多量斥地行使,使得化石能源成为人类赖以生活和兴盛的底子,也是社会经济兴盛的紧要底子[1]。化石能源属于不成再生能源,多量的开采利用,变成化石能源缺少,能源危殆日益首要,正在利用经过中会排放多量的硫氮化合物以及可吸入颗粒物等污染物,对生态情况变成首要作怪,同时会多量排放温室气体二氧化碳,加剧温室效应[2,3]。生物质能动作仅次于煤、石油和自然气以外的第四大能源,正在能源编制中占据相当紧要的名望,生物质能既可直接动作燃料,也能够通过转化格式转换为生物燃油,从而替换局限解石能源的利用,可能有用缓解化石能源缺少的题目,而生物质能正在利用经过中排放的温室气体CO2,会通过碳轮回再被绿色植物从头摄取行使,使CO2正在大气中的总量到达平均,外面上能够告终对大气情况CO2的“零排放”[4-6]。加大对生物质能斥地利使劲度,增大生物质能的行使比例,可革新古板的能源布局,将有用的消浸温室气体排放,极大水平上节减情况污染,对维持生态情况具有紧要事理[7]。

  生物质热解是指生物质正在一律无氧或者正在含氧量极低的条目下,通过热化学转化将生物质转化为不凝气体、液态生物油以及固体残炭三类产品[8,9]。

  正在生物质热解的经过中天生气态产品,气态产品通过热解工艺的冷凝编制后,局限气态产品冷凝为液态生物油,其余气态产品为不凝气体,如一氧化碳等。各热解产品的比例巨细紧要取决于热解工艺的类型和响应条目。凭据热解工艺条目的分歧,生物质热解身手可分为慢速热解、惯例热解、敏捷热解和闪速热解等[10-12]。

  (1)慢速热解:生物质正在较低的响应温度(约为400℃以下)通过长时辰热解,其紧要经过是生物质炭化经过,取得的紧要产品是焦炭。

  (2)惯例热解:响应器通过较低升温速度(10~100℃/min)到达裂解温度小于600℃驾御,生物质正在响应器内中断时辰庇护正在0.5~55s,将取得气、液、固三相产品,且天生产品比例差异不大。

  (3)敏捷热解:正在常压下,通过较高的升温速度(600~1000℃/min)使裂解温度到达600~800℃,生物质颗粒正在响应器内下中断时辰正在0.5~1s,并竣工响应,通过敏捷冷凝从而得回液态生物油。当裂解温度到达800℃以上时取得多量气体产品、少量液体与焦炭。

  (4)闪速热解:正在裂解温度为800~1000℃下生物质正在响应器内通过较短的中断时辰(小于0.5s),通过极高升温速度(大于1000℃/min)到达裂解温度,从而告终刹时裂解。

  生物质热解经过是极其繁杂的蜕化经过,能够将其热解经过归结于纤维素、半纤维素和木质素三种紧要的高聚物的热解,因而生物质热解是生物质中纤维素、半纤维素和木质素等紧要的高聚物正在高温条目下举行一系列繁杂的化学转化的经过,个中席卷分子间断键、咸集和异构化等。

  生物质热解经过从质地传达、热量传达角度分解可得,响应器壁面供应的热量经生物质颗粒皮相传达到颗粒内部,热解响应是由外至内循序举行天生生物质炭和挥发分的经过,挥发分通过后续冷凝编制,局限气体冷凝成液态生物油,而盈利挥发分动作不成凝气体移除响应器举行后续管理[13]。颗粒内部的挥发分将进一步裂解天生不凝气体和二次裂解产品,从颗粒内部逸出的挥发分正在颗粒外部产生二次热裂解[14]。二次热裂解节减了产物生物油收率,消浸了生物油品格。二次热裂解与挥发分正在响应器内中断时辰及生物质颗粒粒径的巨细相合,切磋标明裂解气产生二次裂解的概率跟着其正在响应器内中断时辰的拉长而变大,因而正在生物质热解经过中需采用必定的手段节减中断时辰胁制挥发分二次热裂解的举行。

  轮回流化床响应器(Circulating fluidized bed reactor)的使命道理是热载体砂子伴跟着副产品固态焦炭一块被气体吹出响应器,进入焦炭燃烧室,焦炭正在燃烧室中燃烧开释热量加热砂子,经加热的砂子再返回响应器为生物质热解供应所必要热量,如许组成了一个完好的轮回经过。基于轮回流化床生物质热解身手切磋斥地的单元紧要有加拿大ENSYN、意大利ENEL、希腊CRES和CPERI以及芬兰VTT等,个中切磋斥地较为凯旋的是加拿大ENSVN。正在加拿大ENSYN(Ensyn in ottawa,Canada)大学切磋斥地的轮回流化床响应器[15]如图1所示,是以杨木动作原料,热解响应温度为600℃,目前斥地的最大范畴生物质热解装备日管理量为50t生物质原料,热解天生产品生物油产量可达65%。该响应器紧要益处是:布局相对紧凑,选用热容较大砂子动作热载体,其向生物质颗粒举行热传导的服从较高,可能有用的抬高响应器的管理才干;生物质热解响应天生的气态产品正在响应器内的中断时辰很短,可有用的避免由裂解气的二次热裂解而变成生物油产量低落,但其有显著不够:生物质热解响应动力学较为繁杂,因而对生物质热解经过局限较为艰难;因为响应必要利用多量的载气,为热解工艺后续的热解气冷凝带来了较大的艰难,同时会变成多量的能量耗损。

  正在1989年第一套挽救锥响应器(Twente rotating cone Process)是由荷兰乔特大学(erland)的响应器工程组和生物质的身手集团(BTG)合伙切磋斥地的。当时该生物质热解响应器的临蓐加工才干约为10kg/h,产品生物油产量最高时能够到达生物质无灰干重的70%。该响应器的使命道理如图2所示,正在挽救锥生物质热解工艺流程中,物料生物质颗粒和惰性热载体石英砂一同喂入挽救锥响应器的底部,物料生物质颗粒会正在响应器内螺旋上升,正在上升的经过中生物质颗粒会吸热赶疾加热,举行裂解响应,产品裂解气经导出管进入旋风分辨器,将产品固态焦炭与裂解气分辨,后者通过冷凝器冷凝为液态生物油,固态产品焦炭进入燃烧室燃烧,加热热载体石英砂,为热解响应供应热量[16-18]。挽救锥响应器益处是其日常不必要载气,布局紧凑节减本钱,但其央求生物质颗粒粒径较小,装备繁杂不易放大。

  烧蚀涡旋响应器(Vortex reactor)是由美邦可再生资源实习室(NREL)切磋斥地的生物质热解响应器[19]如图3所示。该响应器内部布局是有一根长度为70mm、直径为130mm的管。正在烧蚀涡旋生物质热解工艺流程中,物料生物质颗粒通过利用过热蒸汽或氮气气流领导进入响应器,沿着切线宗旨进入涡旋响应器的响应管内,生物质颗粒正在受到高速离心力效用下,生物质颗粒正在响应器的壁面(管壁温度为625℃)上产生猛烈的裂解响应,残留正在响应器壁面上的产品生物油油膜会敏捷的蒸发,而未一律响应的生物质颗粒通过轮回回途从头一连地热解。该响应器的临蓐加工才干约为50kg/h,产品生物油的产量能够到达55%。正在该响应器内,物料生物质颗粒正在外力下,通过高速的与响应器管壁运动摩擦,颗粒粒径不竭变小,因而烧蚀响应用具有对物料生物质颗粒粒径央求不高的有点,而烧蚀响应器紧要的身手困难是正在于奈何使物料生物质颗粒与高温壁面正在具有必定相对运动速率的状况下密切接触而不脱节。

  气固并流下吸式线],响应器炉管真空度是通过热解响应原料的管理量调剂,进而可局限生物质原料正在炉管内中断时辰和裂解水平,从而有用地抗御裂解气产生二次裂解变成产品生物油产量低落题目的产生,同时抗御炉管窒碍题目的产生。该响应器利用生物质热解天生的不成凝气体动作热源对响应器内生物质颗粒举行的加热,避免利用熔盐或石英砂等惰性热载体变成热裂解经过中传热不均和炉管窒碍等题目的产生。

  通过生物质热解身手临蓐生物油,是富集生物质能的有用法子之一,生物油可替换局限解石能源正在工业以及社会糊口的利用,能有用的缓解由化石能源缺少而变成的能源危殆题目,具有广大的兴盛潜力。生物质热解制取生物油身手已日趋成熟完备,已开端具备工业化范畴化临蓐,生物质热解制生物油工艺装备中央是生物质热解响应器,但目宿世物质热解紧要题目是正在响应器类型及其响应器传热服从能否满意生物质热解身手所需升温速度央求等题目,革新和完备热解响应器装备必将对有用行使生物质能源有着极大的督促效用。

  [8]吕高金.玉米秆及其紧要组分的热解次序与生物油特性组分的定量分解[D].华南理工大学,2012.!

  [10]黄彩霞,刘荣厚,蔡均猛,等.生物质热裂解生物油性子的切磋希望[J].农机化切磋,2007(11):6-9!

  [16]吴创之,阴秀丽.欧洲生物质能行使的切磋近况与特性[J].新能源,1999,21(3):30-35。

  [18]徐保江,李美玲,曾忠.挽救锥式闪速热解生物质试验切磋[J].情况工程,1999,17(5):71-74。

  摘要:当今社见面对着能源缺少和情况作怪日益首要等题目,生物质能源动作可再生绿色能源,多量斥地行使看待工业和社会糊口中具有紧要的事理。生物质热解身手是将生物质转化成生物质能的有用可行伎俩之一。为告终生物质能源工业化、范畴化临蓐,必要要完备热解响应身手及其中央热解响应器装备。正在分解了生物质热解机理的底子上,着重先容了热解响应器的类型以及其特性。

  自工业革命从此,煤炭、石油和自然气等化石能源的多量斥地行使,使得化石能源成为人类赖以生活和兴盛的底子,也是社会经济兴盛的紧要底子[1]。化石能源属于不成再生能源,多量的开采利用,变成化石能源缺少,能源危殆日益首要,正在利用经过中会排放多量的硫氮化合物以及可吸入颗粒物等污染物,对生态情况变成首要作怪,同时会多量排放温室气体二氧化碳,加剧温室效应[2,3]。生物质能动作仅次于煤、石油和自然气以外的第四大能源,正在能源编制中占据相当紧要的名望,生物质能既可直接动作燃料,也能够通过转化格式转换为生物燃油,从而替换局限解石能源的利用,可能有用缓解化石能源缺少的题目,而生物质能正在利用经过中排放的温室气体CO2,会通过碳轮回再被绿色植物从头摄取行使,使CO2正在大气中的总量到达平均,外面上能够告终对大气情况CO2的“零排放”[4-6]。加大对生物质能斥地利使劲度,增大生物质能的行使比例,可革新古板的能源布局,将有用的消浸温室气体排放,极大水平上节减情况污染,对维持生态情况具有紧要事理[7]。

  生物质热解是指生物质正在一律无氧或者正在含氧量极低的条目下,通过热化学转化将生物质转化为不凝气体、液态生物油以及固体残炭三类产品[8,9]。

  正在生物质热解的经过中天生气态产品,气态产品通过热解工艺的冷凝编制后,局限气态产品冷凝为液态生物油,其余气态产品为不凝气体,如一氧化碳等。各热解产品的比例巨细紧要取决于热解工艺的类型和响应条目。凭据热解工艺条目的分歧,生物质热解身手可分为慢速热解、惯例热解、敏捷热解和闪速热解等[10-12]。

  (1)慢速热解:生物质正在较低的响应温度(约为400℃以下)通过长时辰热解,其紧要经过是生物质炭化经过,取得的紧要产品是焦炭。

  (2)惯例热解:响应器通过较低升温速度(10~100℃/min)到达裂解温度小于600℃驾御,生物质正在响应器内中断时辰庇护正在0.5~55s,将取得气、液、固三相产品,且天生产品比例差异不大。

  (3)敏捷热解:正在常压下,通过较高的升温速度(600~1000℃/min)使裂解温度到达600~800℃,生物质颗粒正在响应器内下中断时辰正在0.5~1s,并竣工响应,通过敏捷冷凝从而得回液态生物油。当裂解温度到达800℃以上时取得多量气体产品、少量液体与焦炭。

  (4)闪速热解:正在裂解温度为800~1000℃下生物质正在响应器内通过较短的中断时辰(小于0.5s),通过极高升温速度(大于1000℃/min)到达裂解温度,从而告终刹时裂解。

  生物质热解经过是极其繁杂的蜕化经过,能够将其热解经过归结于纤维素、半纤维素和木质素三种紧要的高聚物的热解,因而生物质热解是生物质中纤维素、半纤维素和木质素等紧要的高聚物正在高温条目下举行一系列繁杂的化学转化的经过,个中席卷分子间断键、咸集和异构化等。

  生物质热解经过从质地传达、热量传达角度分解可得,响应器壁面供应的热量经生物质颗粒皮相传达到颗粒内部,热解响应是由外至内循序举行天生生物质炭和挥发分的经过,挥发分通过后续冷凝编制,局限气体冷凝成液态生物油,而盈利挥发分动作不成凝气体移除响应器举行后续管理[13]。颗粒内部的挥发分将进一步裂解天生不凝气体和二次裂解产品,从颗粒内部逸出的挥发分正在颗粒外部产生二次热裂解[14]。二次热裂解节减了产物生物油收率,消浸了生物油品格。二次热裂解与挥发分正在响应器内中断时辰及生物质颗粒粒径的巨细相合,切磋标明裂解气产生二次裂解的概率跟着其正在响应器内中断时辰的拉长而变大,因而正在生物质热解经过中需采用必定的手段节减中断时辰胁制挥发分二次热裂解的举行。

  轮回流化床响应器(Circulating fluidized bed reactor)的使命道理是热载体砂子伴跟着副产品固态焦炭一块被气体吹出响应器,进入焦炭燃烧室,焦炭正在燃烧室中燃烧开释热量加热砂子,经加热的砂子再返回响应器为生物质热解供应所必要热量,如许组成了一个完好的轮回经过。基于轮回流化床生物质热解身手切磋斥地的单元紧要有加拿大ENSYN、意大利ENEL、希腊CRES和CPERI以及芬兰VTT等,个中切磋斥地较为凯旋的是加拿大ENSVN。正在加拿大ENSYN(Ensyn in ottawa,Canada)大学切磋斥地的轮回流化床响应器[15]如图1所示,是以杨木动作原料,热解响应温度为600℃,目前斥地的最大范畴生物质热解装备日管理量为50t生物质原料,热解天生产品生物油产量可达65%。该响应器紧要益处是:布局相对紧凑,选用热容较大砂子动作热载体,其向生物质颗粒举行热传导的服从较高,可能有用的抬高响应器的管理才干;生物质热解响应天生的气态产品正在响应器内的中断时辰很短,可有用的避免由裂解气的二次热裂解而变成生物油产量低落,但其有显著不够:生物质热解响应动力学较为繁杂,因而对生物质热解经过局限较为艰难;因为响应必要利用多量的载气,为热解工艺后续的热解气冷凝带来了较大的艰难,同时会变成多量的能量耗损。

  正在1989年第一套挽救锥响应器(Twente rotating cone Process)是由荷兰乔特大学(erland)的响应器工程组和生物质的身手集团(BTG)合伙切磋斥地的。当时该生物质热解响应器的临蓐加工才干约为10kg/h,产品生物油产量最高时能够到达生物质无灰干重的70%。该响应器的使命道理如图2所示,正在挽救锥生物质热解工艺流程中,物料生物质颗粒和惰性热载体石英砂一同喂入挽救锥响应器的底部,物料生物质颗粒会正在响应器内螺旋上升,正在上升的经过中生物质颗粒会吸热赶疾加热,举行裂解响应,产品裂解气经导出管进入旋风分辨器,将产品固态焦炭与裂解气分辨,后者通过冷凝器冷凝为液态生物油,固态产品焦炭进入燃烧室燃烧,加热热载体石英砂,为热解响应供应热量[16-18]。挽救锥响应器益处是其日常不必要载气,布局紧凑节减本钱,但其央求生物质颗粒粒径较小,装备繁杂不易放大。

  烧蚀涡旋响应器(Vortex reactor)是由美邦可再生资源实习室(NREL)切磋斥地的生物质热解响应器[19]如图3所示。该响应器内部布局是有一根长度为70mm、直径为130mm的管。正在烧蚀涡旋生物质热解工艺流程中,物料生物质颗粒通过利用过热蒸汽或氮气气流领导进入响应器,沿着切线宗旨进入涡旋响应器的响应管内,生物质颗粒正在受到高速离心力效用下,生物质颗粒正在响应器的壁面(管壁温度为625℃)上产生猛烈的裂解响应,残留正在响应器壁面上的产品生物油油膜会敏捷的蒸发,而未一律响应的生物质颗粒通过轮回回途从头一连地热解。该响应器的临蓐加工才干约为50kg/h,产品生物油的产量能够到达55%。正在该响应器内,物料生物质颗粒正在外力下,通过高速的与响应器管壁运动摩擦,颗粒粒径不竭变小,因而烧蚀响应用具有对物料生物质颗粒粒径央求不高的有点,而烧蚀响应器紧要的身手困难是正在于奈何使物料生物质颗粒与高温壁面正在具有必定相对运动速率的状况下密切接触而不脱节。

  气固并流下吸式线],响应器炉管真空度是通过热解响应原料的管理量调剂,进而可局限生物质原料正在炉管内中断时辰和裂解水平,从而有用地抗御裂解气产生二次裂解变成产品生物油产量低落题目的产生,同时抗御炉管窒碍题目的产生。该响应器利用生物质热解天生的不成凝气体动作热源对响应器内生物质颗粒举行的加热,避免利用熔盐或石英砂等惰性热载体变成热裂解经过中传热不均和炉管窒碍等题目的产生。

  通过生物质热解身手临蓐生物油,是富集生物质能的有用法子之一,生物油可替换局限解石能源正在工业以及社会糊口的利用,能有用的缓解由化石能源缺少而变成的能源危殆题目,具有广大的兴盛潜力。生物质热解制取生物油身手已日趋成熟完备,已开端具备工业化范畴化临蓐,生物质热解制生物油工艺装备中央是生物质热解响应器,但目宿世物质热解紧要题目是正在响应器类型及其响应器传热服从能否满意生物质热解身手所需升温速度央求等题目,革新和完备热解响应器装备必将对有用行使生物质能源有着极大的督促效用。

  [8]吕高金.玉米秆及其紧要组分的热解次序与生物油特性组分的定量分解[D].华南理工大学,2012.?

  [10]黄彩霞,刘荣厚,蔡均猛,等.生物质热裂解生物油性子的切磋希望[J].农机化切磋,2007(11):6-9!

  [16]吴创之,阴秀丽.欧洲生物质能行使的切磋近况与特性[J].新能源,1999,21(3):30-35?

  [18]徐保江,李美玲,曾忠.挽救锥式闪速热解生物质试验切磋[J].情况工程,1999,17(5):71-74!

  摘要:当今社见面对着能源缺少和情况作怪日益首要等题目,生物质能源动作可再生绿色能源,多量斥地行使看待工业和社会糊口中具有紧要的事理。生物质热解身手是将生物质转化成生物质能的有用可行伎俩之一。为告终生物质能源工业化、范畴化临蓐,必要要完备热解响应身手及其中央热解响应器装备。正在分解了生物质热解机理的底子上,着重先容了热解响应器的类型以及其特性。

  自工业革命从此,煤炭、石油和自然气等化石能源的多量斥地行使,使得化石能源成为人类赖以生活和兴盛的底子,也是社会经济兴盛的紧要底子[1]。化石能源属于不成再生能源,多量的开采利用,变成化石能源缺少,能源危殆日益首要,正在利用经过中会排放多量的硫氮化合物以及可吸入颗粒物等污染物,对生态情况变成首要作怪,同时会多量排放温室气体二氧化碳,加剧温室效应[2,3]。生物质能动作仅次于煤、石油和自然气以外的第四大能源,正在能源编制中占据相当紧要的名望,生物质能既可直接动作燃料,也能够通过转化格式转换为生物燃油,从而替换局限解石能源的利用,可能有用缓解化石能源缺少的题目,而生物质能正在利用经过中排放的温室气体CO2,会通过碳轮回再被绿色植物从头摄取行使,使CO2正在大气中的总量到达平均,外面上能够告终对大气情况CO2的“零排放”[4-6]。加大对生物质能斥地利使劲度,增大生物质能的行使比例,可革新古板的能源布局,将有用的消浸温室气体排放,极大水平上节减情况污染,对维持生态情况具有紧要事理[7]。

  生物质热解是指生物质正在一律无氧或者正在含氧量极低的条目下,通过热化学转化将生物质转化为不凝气体、液态生物油以及固体残炭三类产品[8,9]。

  正在生物质热解的经过中天生气态产品,气态产品通过热解工艺的冷凝编制后,局限气态产品冷凝为液态生物油,其余气态产品为不凝气体,如一氧化碳等。各热解产品的比例巨细紧要取决于热解工艺的类型和响应条目。凭据热解工艺条目的分歧,生物质热解身手可分为慢速热解、惯例热解、敏捷热解和闪速热解等[10-12]。

  (1)慢速热解:生物质正在较低的响应温度(约为400℃以下)通过长时辰热解,其紧要经过是生物质炭化经过,取得的紧要产品是焦炭。

  (2)惯例热解:响应器通过较低升温速度(10~100℃/min)到达裂解温度小于600℃驾御,生物质正在响应器内中断时辰庇护正在0.5~55s,将取得气、液、固三相产品,且天生产品比例差异不大。

  (3)敏捷热解:正在常压下,通过较高的升温速度(600~1000℃/min)使裂解温度到达600~800℃,生物质颗粒正在响应器内下中断时辰正在0.5~1s,并竣工响应,通过敏捷冷凝从而得回液态生物油。当裂解温度到达800℃以上时取得多量气体产品、少量液体与焦炭。

  (4)闪速热解:正在裂解温度为800~1000℃下生物质正在响应器内通过较短的中断时辰(小于0.5s),通过极高升温速度(大于1000℃/min)到达裂解温度,从而告终刹时裂解。

  生物质热解经过是极其繁杂的蜕化经过,能够将其热解经过归结于纤维素、半纤维素和木质素三种紧要的高聚物的热解,因而生物质热解是生物质中纤维素、半纤维素和木质素等紧要的高聚物正在高温条目下举行一系列繁杂的化学转化的经过,个中席卷分子间断键、咸集和异构化等。

  生物质热解经过从质地传达、热量传达角度分解可得,响应器壁面供应的热量经生物质颗粒皮相传达到颗粒内部,热解响应是由外至内循序举行天生生物质炭和挥发分的经过,挥发分通过后续冷凝编制,局限气体冷凝成液态生物油,而盈利挥发分动作不成凝气体移除响应器举行后续管理[13]。颗粒内部的挥发分将进一步裂解天生不凝气体和二次裂解产品,从颗粒内部逸出的挥发分正在颗粒外部产生二次热裂解[14]。二次热裂解节减了产物生物油收率,消浸了生物油品格。二次热裂解与挥发分正在响应器内中断时辰及生物质颗粒粒径的巨细相合,切磋标明裂解气产生二次裂解的概率跟着其正在响应器内中断时辰的拉长而变大,因而正在生物质热解经过中需采用必定的手段节减中断时辰胁制挥发分二次热裂解的举行。

  轮回流化床响应器(Circulating fluidized bed reactor)的使命道理是热载体砂子伴跟着副产品固态焦炭一块被气体吹出响应器,进入焦炭燃烧室,焦炭正在燃烧室中燃烧开释热量加热砂子,经加热的砂子再返回响应器为生物质热解供应所必要热量,如许组成了一个完好的轮回经过。基于轮回流化床生物质热解身手切磋斥地的单元紧要有加拿大ENSYN、意大利ENEL、希腊CRES和CPERI以及芬兰VTT等,个中切磋斥地较为凯旋的是加拿大ENSVN。正在加拿大ENSYN(Ensyn in ottawa,Canada)大学切磋斥地的轮回流化床响应器[15]如图1所示,是以杨木动作原料,热解响应温度为600℃,目前斥地的最大范畴生物质热解装备日管理量为50t生物质原料,热解天生产品生物油产量可达65%。该响应器紧要益处是:布局相对紧凑,选用热容较大砂子动作热载体,其向生物质颗粒举行热传导的服从较高,可能有用的抬高响应器的管理才干;生物质热解响应天生的气态产品正在响应器内的中断时辰很短,可有用的避免由裂解气的二次热裂解而变成生物油产量低落,但其有显著不够:生物质热解响应动力学较为繁杂,因而对生物质热解经过局限较为艰难;因为响应必要利用多量的载气,为热解工艺后续的热解气冷凝带来了较大的艰难,同时会变成多量的能量耗损。

  正在1989年第一套挽救锥响应器(Twente rotating cone Process)是由荷兰乔特大学(erland)的响应器工程组和生物质的身手集团(BTG)合伙切磋斥地的。当时该生物质热解响应器的临蓐加工才干约为10kg/h,产品生物油产量最高时能够到达生物质无灰干重的70%。该响应器的使命道理如图2所示,正在挽救锥生物质热解工艺流程中,物料生物质颗粒和惰性热载体石英砂一同喂入挽救锥响应器的底部,物料生物质颗粒会正在响应器内螺旋上升,正在上升的经过中生物质颗粒会吸热赶疾加热,举行裂解响应,产品裂解气经导出管进入旋风分辨器,将产品固态焦炭与裂解气分辨,后者通过冷凝器冷凝为液态生物油,固态产品焦炭进入燃烧室燃烧,加热热载体石英砂,为热解响应供应热量[16-18]。挽救锥响应器益处是其日常不必要载气,布局紧凑节减本钱,但其央求生物质颗粒粒径较小,装备繁杂不易放大。

  烧蚀涡旋响应器(Vortex reactor)是由美邦可再生资源实习室(NREL)切磋斥地的生物质热解响应器[19]如图3所示。该响应器内部布局是有一根长度为70mm、直径为130mm的管。正在烧蚀涡旋生物质热解工艺流程中,物料生物质颗粒通过利用过热蒸汽或氮气气流领导进入响应器,沿着切线宗旨进入涡旋响应器的响应管内,生物质颗粒正在受到高速离心力效用下,生物质颗粒正在响应器的壁面(管壁温度为625℃)上产生猛烈的裂解响应,残留正在响应器壁面上的产品生物油油膜会敏捷的蒸发,而未一律响应的生物质颗粒通过轮回回途从头一连地热解。该响应器的临蓐加工才干约为50kg/h,产品生物油的产量能够到达55%。正在该响应器内,物料生物质颗粒正在外力下,通过高速的与响应器管壁运动摩擦,颗粒粒径不竭变小,因而烧蚀响应用具有对物料生物质颗粒粒径央求不高的有点,而烧蚀响应器紧要的身手困难是正在于奈何使物料生物质颗粒与高温壁面正在具有必定相对运动速率的状况下密切接触而不脱节。

  气固并流下吸式线],响应器炉管真空度是通过热解响应原料的管理量调剂,进而可局限生物质原料正在炉管内中断时辰和裂解水平,从而有用地抗御裂解气产生二次裂解变成产品生物油产量低落题目的产生,同时抗御炉管窒碍题目的产生。该响应器利用生物质热解天生的不成凝气体动作热源对响应器内生物质颗粒举行的加热,避免利用熔盐或石英砂等惰性热载体变成热裂解经过中传热不均和炉管窒碍等题目的产生。

  通过生物质热解身手临蓐生物油,是富集生物质能的有用法子之一,生物油可替换局限解石能源正在工业以及社会糊口的利用,能有用的缓解由化石能源缺少而变成的能源危殆题目,具有广大的兴盛潜力。生物质热解制取生物油身手已日趋成熟完备,已开端具备工业化范畴化临蓐,生物质热解制生物油工艺装备中央是生物质热解响应器,但目宿世物质热解紧要题目是正在响应器类型及其响应器传热服从能否满意生物质热解身手所需升温速度央求等题目,革新和完备热解响应器装备必将对有用行使生物质能源有着极大的督促效用。

  [8]吕高金.玉米秆及其紧要组分的热解次序与生物油特性组分的定量分解[D].华南理工大学,2012.。

  [10]黄彩霞,刘荣厚,蔡均猛,等.生物质热裂解生物油性子的切磋希望[J].农机化切磋,2007(11):6-9。

  [16]吴创之,阴秀丽.欧洲生物质能行使的切磋近况与特性[J].新能源,1999,21(3):30-35!

  [18]徐保江,李美玲,曾忠.挽救锥式闪速热解生物质试验切磋[J].情况工程,1999,17(5):71-74!

  摘要:当今社见面对着能源缺少和情况作怪日益首要等题目,生物质能源动作可再生绿色能源,多量斥地行使看待工业和社会糊口中具有紧要的事理。生物质热解身手是将生物质转化成生物质能的有用可行伎俩之一。为告终生物质能源工业化、范畴化临蓐,必要要完备热解响应身手及其中央热解响应器装备。正在分解了生物质热解机理的底子上,着重先容了热解响应器的类型以及其特性。

  自工业革命从此,煤炭、石油和自然气等化石能源的多量斥地行使,使得化石能源成为人类赖以生活和兴盛的底子,也是社会经济兴盛的紧要底子[1]。化石能源属于不成再生能源,多量的开采利用,变成化石能源缺少,能源危殆日益首要,正在利用经过中会排放多量的硫氮化合物以及可吸入颗粒物等污染物,对生态情况变成首要作怪,同时会多量排放温室气体二氧化碳,加剧温室效应[2,3]。生物质能动作仅次于煤、石油和自然气以外的第四大能源,正在能源编制中占据相当紧要的名望,生物质能既可直接动作燃料,也能够通过转化格式转换为生物燃油,从而替换局限解石能源的利用,可能有用缓解化石能源缺少的题目,而生物质能正在利用经过中排放的温室气体CO2,会通过碳轮回再被绿色植物从头摄取行使,使CO2正在大气中的总量到达平均,外面上能够告终对大气情况CO2的“零排放”[4-6]。加大对生物质能斥地利使劲度,增大生物质能的行使比例,可革新古板的能源布局,将有用的消浸温室气体排放,极大水平上节减情况污染,对维持生态情况具有紧要事理[7]。

  生物质热解是指生物质正在一律无氧或者正在含氧量极低的条目下,通过热化学转化将生物质转化为不凝气体、液态生物油以及固体残炭三类产品[8,9]。

  正在生物质热解的经过中天生气态产品,气态产品通过热解工艺的冷凝编制后,局限气态产品冷凝为液态生物油,其余气态产品为不凝气体,如一氧化碳等。各热解产品的比例巨细紧要取决于热解工艺的类型和响应条目。凭据热解工艺条目的分歧,生物质热解身手可分为慢速热解、惯例热解、敏捷热解和闪速热解等[10-12]。

  (1)慢速热解:生物质正在较低的响应温度(约为400℃以下)通过长时辰热解,其紧要经过是生物质炭化经过,取得的紧要产品是焦炭。

  (2)惯例热解:响应器通过较低升温速度(10~100℃/min)到达裂解温度小于600℃驾御,生物质正在响应器内中断时辰庇护正在0.5~55s,将取得气、液、固三相产品,且天生产品比例差异不大。

  (3)敏捷热解:正在常压下,通过较高的升温速度(600~1000℃/min)使裂解温度到达600~800℃,生物质颗粒正在响应器内下中断时辰正在0.5~1s,并竣工响应,通过敏捷冷凝从而得回液态生物油。当裂解温度到达800℃以上时取得多量气体产品、少量液体与焦炭。

  (4)闪速热解:正在裂解温度为800~1000℃下生物质正在响应器内通过较短的中断时辰(小于0.5s),通过极高升温速度(大于1000℃/min)到达裂解温度,从而告终刹时裂解。

  生物质热解经过是极其繁杂的蜕化经过,能够将其热解经过归结于纤维素、半纤维素和木质素三种紧要的高聚物的热解,因而生物质热解是生物质中纤维素、半纤维素和木质素等紧要的高聚物正在高温条目下举行一系列繁杂的化学转化的经过,个中席卷分子间断键、咸集和异构化等。

  生物质热解经过从质地传达、热量传达角度分解可得,响应器壁面供应的热量经生物质颗粒皮相传达到颗粒内部,热解响应是由外至内循序举行天生生物质炭和挥发分的经过,挥发分通过后续冷凝编制,局限气体冷凝成液态生物油,而盈利挥发分动作不成凝气体移除响应器举行后续管理[13]。颗粒内部的挥发分将进一步裂解天生不凝气体和二次裂解产品,从颗粒内部逸出的挥发分正在颗粒外部产生二次热裂解[14]。二次热裂解节减了产物生物油收率,消浸了生物油品格。二次热裂解与挥发分正在响应器内中断时辰及生物质颗粒粒径的巨细相合,切磋标明裂解气产生二次裂解的概率跟着其正在响应器内中断时辰的拉长而变大,因而正在生物质热解经过中需采用必定的手段节减中断时辰胁制挥发分二次热裂解的举行。

  轮回流化床响应器(Circulating fluidized bed reactor)的使命道理是热载体砂子伴跟着副产品固态焦炭一块被气体吹出响应器,进入焦炭燃烧室,焦炭正在燃烧室中燃烧开释热量加热砂子,经加热的砂子再返回响应器为生物质热解供应所必要热量,如许组成了一个完好的轮回经过。基于轮回流化床生物质热解身手切磋斥地的单元紧要有加拿大ENSYN、意大利ENEL、希腊CRES和CPERI以及芬兰VTT等,个中切磋斥地较为凯旋的是加拿大ENSVN。正在加拿大ENSYN(Ensyn in ottawa,Canada)大学切磋斥地的轮回流化床响应器[15]如图1所示,是以杨木动作原料,热解响应温度为600℃,目前斥地的最大范畴生物质热解装备日管理量为50t生物质原料,热解天生产品生物油产量可达65%。该响应器紧要益处是:布局相对紧凑,选用热容较大砂子动作热载体,其向生物质颗粒举行热传导的服从较高,可能有用的抬高响应器的管理才干;生物质热解响应天生的气态产品正在响应器内的中断时辰很短,可有用的避免由裂解气的二次热裂解而变成生物油产量低落,但其有显著不够:生物质热解响应动力学较为繁杂,因而对生物质热解经过局限较为艰难;因为响应必要利用多量的载气,为热解工艺后续的热解气冷凝带来了较大的艰难,同时会变成多量的能量耗损。

  正在1989年第一套挽救锥响应器(Twente rotating cone Process)是由荷兰乔特大学(erland)的响应器工程组和生物质的身手集团(BTG)合伙切磋斥地的。当时该生物质热解响应器的临蓐加工才干约为10kg/h,产品生物油产量最高时能够到达生物质无灰干重的70%。该响应器的使命道理如图2所示,正在挽救锥生物质热解工艺流程中,物料生物质颗粒和惰性热载体石英砂一同喂入挽救锥响应器的底部,物料生物质颗粒会正在响应器内螺旋上升,正在上升的经过中生物质颗粒会吸热赶疾加热,举行裂解响应,产品裂解气经导出管进入旋风分辨器,将产品固态焦炭与裂解气分辨,后者通过冷凝器冷凝为液态生物油,固态产品焦炭进入燃烧室燃烧,加热热载体石英砂,为热解响应供应热量[16-18]。挽救锥响应器益处是其日常不必要载气,布局紧凑节减本钱,但其央求生物质颗粒粒径较小,装备繁杂不易放大。

  烧蚀涡旋响应器(Vortex reactor)是由美邦可再生资源实习室(NREL)切磋斥地的生物质热解响应器[19]如图3所示。该响应器内部布局是有一根长度为70mm、直径为130mm的管。正在烧蚀涡旋生物质热解工艺流程中,物料生物质颗粒通过利用过热蒸汽或氮气气流领导进入响应器,沿着切线宗旨进入涡旋响应器的响应管内,生物质颗粒正在受到高速离心力效用下,生物质颗粒正在响应器的壁面(管壁温度为625℃)上产生猛烈的裂解响应,残留正在响应器壁面上的产品生物油油膜会敏捷的蒸发,而未一律响应的生物质颗粒通过轮回回途从头一连地热解。该响应器的临蓐加工才干约为50kg/h,产品生物油的产量能够到达55%。正在该响应器内,物料生物质颗粒正在外力下,通过高速的与响应器管壁运动摩擦,颗粒粒径不竭变小,因而烧蚀响应用具有对物料生物质颗粒粒径央求不高的有点,而烧蚀响应器紧要的身手困难是正在于奈何使物料生物质颗粒与高温壁面正在具有必定相对运动速率的状况下密切接触而不脱节。

  气固并流下吸式线],响应器炉管真空度是通过热解响应原料的管理量调剂,进而可局限生物质原料正在炉管内中断时辰和裂解水平,从而有用地抗御裂解气产生二次裂解变成产品生物油产量低落题目的产生,同时抗御炉管窒碍题目的产生。该响应器利用生物质热解天生的不成凝气体动作热源对响应器内生物质颗粒举行的加热,避免利用熔盐或石英砂等惰性热载体变成热裂解经过中传热不均和炉管窒碍等题目的产生。

  通过生物质热解身手临蓐生物油,是富集生物质能的有用法子之一,生物油可替换局限解石能源正在工业以及社会糊口的利用,能有用的缓解由化石能源缺少而变成的能源危殆题目,具有广大的兴盛潜力。生物质热解制取生物油身手已日趋成熟完备,已开端具备工业化范畴化临蓐,生物质热解制生物油工艺装备中央是生物质热解响应器,但目宿世物质热解紧要题目是正在响应器类型及其响应器传热服从能否满意生物质热解身手所需升温速度央求等题目,革新和完备热解响应器装备必将对有用行使生物质能源有着极大的督促效用。

  [8]吕高金.玉米秆及其紧要组分的热解次序与生物油特性组分的定量分解[D].华南理工大学,2012.?

  [10]黄彩霞,刘荣厚,蔡均猛,等.生物质热裂解生物油性子的切磋希望[J].农机化切磋,2007(11):6-9。

  [16]吴创之,阴秀丽.欧洲生物质能行使的切磋近况与特性[J].新能源,1999,21(3):30-35!

  [18]徐保江,李美玲,曾忠.挽救锥式闪速热解生物质试验切磋[J].情况工程,1999,17(5):71-74?

  摘要:当今社见面对着能源缺少和情况作怪日益首要等题目,生物质能源动作可再生绿色能源,多量斥地行使看待工业和社会糊口中具有紧要的事理。生物质热解身手是将生物质转化成生物质能的有用可行伎俩之一。为告终生物质能源工业化、范畴化临蓐,必要要完备热解响应身手及其中央热解响应器装备。正在分解了生物质热解机理的底子上,着重先容了热解响应器的类型以及其特性。

  自工业革命从此,煤炭、石油和自然气等化石能源的多量斥地行使,使得化石能源成为人类赖以生活和兴盛的底子,也是社会经济兴盛的紧要底子[1]。化石能源属于不成再生能源,多量的开采利用,变成化石能源缺少,能源危殆日益首要,正在利用经过中会排放多量的硫氮化合物以及可吸入颗粒物等污染物,对生态情况变成首要作怪,同时会多量排放温室气体二氧化碳,加剧温室效应[2,3]。生物质能动作仅次于煤、石油和自然气以外的第四大能源,正在能源编制中占据相当紧要的名望,生物质能既可直接动作燃料,也能够通过转化格式转换为生物燃油,从而替换局限解石能源的利用,可能有用缓解化石能源缺少的题目,而生物质能正在利用经过中排放的温室气体CO2,会通过碳轮回再被绿色植物从头摄取行使,使CO2正在大气中的总量到达平均,外面上能够告终对大气情况CO2的“零排放”[4-6]。加大对生物质能斥地利使劲度,增大生物质能的行使比例,可革新古板的能源布局,将有用的消浸温室气体排放,极大水平上节减情况污染,对维持生态情况具有紧要事理[7]。

  生物质热解是指生物质正在一律无氧或者正在含氧量极低的条目下,通过热化学转化将生物质转化为不凝气体、液态生物油以及固体残炭三类产品[8,9]。

  正在生物质热解的经过中天生气态产品,气态产品通过热解工艺的冷凝编制后,局限气态产品冷凝为液态生物油,其余气态产品为不凝气体,如一氧化碳等。各热解产品的比例巨细紧要取决于热解工艺的类型和响应条目。凭据热解工艺条目的分歧,生物质热解身手可分为慢速热解、惯例热解、敏捷热解和闪速热解等[10-12]。

  (1)慢速热解:生物质正在较低的响应温度(约为400℃以下)通过长时辰热解,其紧要经过是生物质炭化经过,取得的紧要产品是焦炭。

  (2)惯例热解:响应器通过较低升温速度(10~100℃/min)到达裂解温度小于600℃驾御,生物质正在响应器内中断时辰庇护正在0.5~55s,将取得气、液、固三相产品,且天生产品比例差异不大。

  (3)敏捷热解:正在常压下,通过较高的升温速度(600~1000℃/min)使裂解温度到达600~800℃,生物质颗粒正在响应器内下中断时辰正在0.5~1s,并竣工响应,通过敏捷冷凝从而得回液态生物油。当裂解温度到达800℃以上时取得多量气体产品、少量液体与焦炭。

  (4)闪速热解:正在裂解温度为800~1000℃下生物质正在响应器内通过较短的中断时辰(小于0.5s),通过极高升温速度(大于1000℃/min)到达裂解温度,从而告终刹时裂解。

  生物质热解经过是极其繁杂的蜕化经过,能够将其热解经过归结于纤维素、半纤维素和木质素三种紧要的高聚物的热解,因而生物质热解是生物质中纤维素、半纤维素和木质素等紧要的高聚物正在高温条目下举行一系列繁杂的化学转化的经过,个中席卷分子间断键、咸集和异构化等。

  生物质热解经过从质地传达、热量传达角度分解可得,响应器壁面供应的热量经生物质颗粒皮相传达到颗粒内部,热解响应是由外至内循序举行天生生物质炭和挥发分的经过,挥发分通过后续冷凝编制,局限气体冷凝成液态生物油,而盈利挥发分动作不成凝气体移除响应器举行后续管理[13]。颗粒内部的挥发分将进一步裂解天生不凝气体和二次裂解产品,从颗粒内部逸出的挥发分正在颗粒外部产生二次热裂解[14]。二次热裂解节减了产物生物油收率,消浸了生物油品格。二次热裂解与挥发分正在响应器内中断时辰及生物质颗粒粒径的巨细相合,切磋标明裂解气产生二次裂解的概率跟着其正在响应器内中断时辰的拉长而变大,因而正在生物质热解经过中需采用必定的手段节减中断时辰胁制挥发分二次热裂解的举行。

  轮回流化床响应器(Circulating fluidized bed reactor)的使命道理是热载体砂子伴跟着副产品固态焦炭一块被气体吹出响应器,进入焦炭燃烧室,焦炭正在燃烧室中燃烧开释热量加热砂子,经加热的砂子再返回响应器为生物质热解供应所必要热量,如许组成了一个完好的轮回经过。基于轮回流化床生物质热解身手切磋斥地的单元紧要有加拿大ENSYN、意大利ENEL、希腊CRES和CPERI以及芬兰VTT等,个中切磋斥地较为凯旋的是加拿大ENSVN。正在加拿大ENSYN(Ensyn in ottawa,Canada)大学切磋斥地的轮回流化床响应器[15]如图1所示,是以杨木动作原料,热解响应温度为600℃,目前斥地的最大范畴生物质热解装备日管理量为50t生物质原料,热解天生产品生物油产量可达65%。该响应器紧要益处是:布局相对紧凑,选用热容较大砂子动作热载体,其向生物质颗粒举行热传导的服从较高,可能有用的抬高响应器的管理才干;生物质热解响应天生的气态产品正在响应器内的中断时辰很短,可有用的避免由裂解气的二次热裂解而变成生物油产量低落,但其有显著不够:生物质热解响应动力学较为繁杂,因而对生物质热解经过局限较为艰难;因为响应必要利用多量的载气,为热解工艺后续的热解气冷凝带来了较大的艰难,同时会变成多量的能量耗损。

  正在1989年第一套挽救锥响应器(Twente rotating cone Process)是由荷兰乔特大学(erland)的响应器工程组和生物质的身手集团(BTG)合伙切磋斥地的。当时该生物质热解响应器的临蓐加工才干约为10kg/h,产品生物油产量最高时能够到达生物质无灰干重的70%。该响应器的使命道理如图2所示,正在挽救锥生物质热解工艺流程中,物料生物质颗粒和惰性热载体石英砂一同喂入挽救锥响应器的底部,物料生物质颗粒会正在响应器内螺旋上升,正在上升的经过中生物质颗粒会吸热赶疾加热,举行裂解响应,产品裂解气经导出管进入旋风分辨器,将产品固态焦炭与裂解气分辨,后者通过冷凝器冷凝为液态生物油,固态产品焦炭进入燃烧室燃烧,加热热载体石英砂,为热解响应供应热量[16-18]。挽救锥响应器益处是其日常不必要载气,布局紧凑节减本钱,但其央求生物质颗粒粒径较小,装备繁杂不易放大。

  烧蚀涡旋响应器(Vortex reactor)是由美邦可再生资源实习室(NREL)切磋斥地的生物质热解响应器[19]如图3所示。该响应器内部布局是有一根长度为70mm、直径为130mm的管。正在烧蚀涡旋生物质热解工艺流程中,物料生物质颗粒通过利用过热蒸汽或氮气气流领导进入响应器,沿着切线宗旨进入涡旋响应器的响应管内,生物质颗粒正在受到高速离心力效用下,生物质颗粒正在响应器的壁面(管壁温度为625℃)上产生猛烈的裂解响应,残留正在响应器壁面上的产品生物油油膜会敏捷的蒸发,而未一律响应的生物质颗粒通过轮回回途从头一连地热解。该响应器的临蓐加工才干约为50kg/h,产品生物油的产量能够到达55%。正在该响应器内,物料生物质颗粒正在外力下,通过高速的与响应器管壁运动摩擦,颗粒粒径不竭变小,因而烧蚀响应用具有对物料生物质颗粒粒径央求不高的有点,而烧蚀响应器紧要的身手困难是正在于奈何使物料生物质颗粒与高温壁面正在具有必定相对运动速率的状况下密切接触而不脱节。

  气固并流下吸式线],响应器炉管真空度是通过热解响应原料的管理量调剂,进而可局限生物质原料正在炉管内中断时辰和裂解水平,从而有用地抗御裂解气产生二次裂解变成产品生物油产量低落题目的产生,同时抗御炉管窒碍题目的产生。该响应器利用生物质热解天生的不成凝气体动作热源对响应器内生物质颗粒举行的加热,避免利用熔盐或石英砂等惰性热载体变成热裂解经过中传热不均和炉管窒碍等题目的产生。

  通过生物质热解身手临蓐生物油,是富集生物质能的有用法子之一,生物油可替换局限解石能源正在工业以及社会糊口的利用,能有用的缓解由化石能源缺少而变成的能源危殆题目,具有广大的兴盛潜力。生物质热解制取生物油身手已日趋成熟完备,已开端具备工业化范畴化临蓐,生物质热解制生物油工艺装备中央是生物质热解响应器,但目宿世物质热解紧要题目是正在响应器类型及其响应器传热服从能否满意生物质热解身手所需升温速度央求等题目,革新和完备热解响应器装备必将对有用行使生物质能源有着极大的督促效用。

  [8]吕高金.玉米秆及其紧要组分的热解次序与生物油特性组分的定量分解[D].华南理工大学,2012.。

  [10]黄彩霞,刘荣厚,蔡均猛,等.生物质热裂解生物油性子的切磋希望[J].农机化切磋,2007(11):6-9?

  [16]吴创之,阴秀丽.欧洲生物质能行使的切磋近况与特性[J].新能源,1999,21(3):30-35!

  [18]徐保江,李美玲,曾忠.挽救锥式闪速热解生物质试验切磋[J].情况工程,1999,17(5):71-74?

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