生物质热解液化试验研究

第20卷第2期应用科学学报Vol. 20 ,No.22002年6月JOURNAL OF APLIED SCIENCESJune 2002文章编号: 0255 - 8297 2002 )2 - 0215- 03生物质热解液化试验研究曾忠(上海理工大学机械工程学院,上海200093 )摘要:介绍了自行设计的一套小型旋转锥式闪速热解液化系统并以松木屑为例详细说明了其热解液化生产生物质油的过程和相关工艺参数.关键词:热解液化;生物质油;可再生能源中图分类号: TK6文献标识码: 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生物质是地球.上最普遍的一种可再生能源,它弃物)用来生产气体、液体和固体等燃料和化学产具有挥发组分高、碳的活性高、硫含量低、灰分低、品2-4]采用该技术比其他处理技术可获得更多的量大价廉等优点.生物质遍布于陆地和水域的千万能源和更大的效益.种植物之中,犹如一个巨大的太阳能化工厂,不断地将太阳能转化为化学能并以有机物的形式储存1热解液化机理及产品于植物内部.如何更好地开发和利用生物质,使它在21世纪发挥重要作用,已成为人们日益关注的1.1热解液化机理问题1.热解是生物质在完全缺氧或有限氧供给的情况以前,生物质能的利用一般采用直接燃烧取热下 的热降解过程其温度一般在500 ~ 800C.和厌氧发酵生产沼气的方法.但此种方式由于水分生物质种类各异,成分十分复杂,一般由纤维多单位热量低、容积大、资源分散,十分不利于收素、半纤维素和木质素3种主要物质以及-些少量集、储存和运输.因此将生物质转化为高品位、能量提取物组成其热裂解过程见图1.首先热量传到密度高能量载体的生物质热化学转化技术越来越受生物质颗粒表面局部迅速分解为炭和油蒸气油蒸到人们的关注.生物质热裂解技术以连续的工艺和气包括可冷凝气体(生物油)和不可冷凝气体,当油工厂化的生产方式将低品位的用常规方法难以处理蒸气离开生物质时可能进一步 分解为稳定的气体和的有机生物质(如锯末、稻壳、树枝以及其他有机废焦油.收稿日期: 2001-01-20;修订日期: 2001-08-30216应用科学学报20卷热量生物质不可冷凝气体和氤气一气体焦袖氮气-一液体少粒--聚一出水气体落进水图1生物质分解的反 应途径反应器，炭生物质油液化就是将热解气体在高温下骤泠避免油蒸沙箱]气的二次裂解最大限度地生产液态生物质油.图3旋转 锥式闪速热解液化系统热解机理的研究结果表明,改变加热速率和反应温度等工艺参数可改变气体、液体和炭3种产品送料系统包括生物质输送和热载体(沙粒)輸的比例.送.采用螺旋输送机构将生物质送入反应器同时通1.2热解液化产 品与应用入一定压力的氮气以促进生物质流动沙粒在送入热解生产的液体产品为较浓的黑色油状物,由前用煤气加热至反应温度沙粒靠自重落入.复杂的含氧碳氢化合物组成其水分一般占重量的反应器由旋转的外锥、静止的内锥、电加热元件20%黏度范围在轻质油与重燃油之间与生物质具和绝热密封壳体组成其工作原理如图4.有相同的元素热值较高(20~25M]J/kg).pH值较低有一定的腐蚀性.生物质氮气热解气体固体产品为炭热解气体产品含有烃类其高热沙粒值大约15 ~ 22MJ/Nm3低热值为4 ~ 8MJ/Nm?.热解液化产品的应用情况如图2所示.內锥燃料加热反应器 发电加热原料