生物質(zhì)流化床熱裂解試驗研究.pdf

1、本文依托國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃(973)課題“生物質(zhì)液化過程耦合集成優(yōu)化理論和模型研究(2007CB210208)”，對生物質(zhì)熱裂解制取生物油這一具有重要應(yīng)用前景的技術(shù)進(jìn)行試驗方面的研究。 綜合考慮我國生物質(zhì)資源的種類和分布特點(diǎn)與經(jīng)濟(jì)性，選取三類生物質(zhì)中8種典型的生物質(zhì)物料作為熱重試驗原料，通過對生物質(zhì)熱解動力學(xué)參數(shù)的對比分析，初步了解不同種類生物質(zhì)在惰性氣氛下熱解的難易，判定由于生物質(zhì)種類的變化而引起的生物質(zhì)熱解液化中反應(yīng)條

2、件的差異，獲得了相應(yīng)的生物質(zhì)熱解反應(yīng)動力學(xué)參數(shù)。 在給料量5kg/h的自行設(shè)計的流化床快速熱解試驗系統(tǒng)上進(jìn)行了稻殼熱裂解試驗，研究了生物質(zhì)快速熱解反應(yīng)溫度、物料尺寸、惰性氣體(N2)流量，對生物油產(chǎn)率的影響。結(jié)果表明稻殼在反應(yīng)溫度500℃，氮?dú)饬髁?m3/h，顆粒為0.64mm時，生物油產(chǎn)率最高52.87％。同時對玉米芯、龍須菜和綠菜在稻殼產(chǎn)油率最高的工況下進(jìn)行了熱解試驗，結(jié)果表明稻殼和玉米芯生物油產(chǎn)率高于龍須菜和綠菜，就產(chǎn)炭率

3、來說則龍須菜和綠菜明顯高于稻殼和玉米芯。 利用現(xiàn)代精密儀器對試驗所產(chǎn)生氣、液和固產(chǎn)物進(jìn)行了分析，生物油的分析主要包括生物油物理特性分析如含水率、穩(wěn)定性、固體顆粒含量、元素分析、熱值、運(yùn)動粘度及pH值等的分析，并進(jìn)行了相關(guān)方面的對比分析；選用氣相一液相質(zhì)譜聯(lián)用儀和傅立葉紅外光譜儀對生物油的化學(xué)成分進(jìn)行了分析，比較不同種類原料所生成生物油成分的組成情況，通過生物油的成分分析解釋了生物油高含氧和高含水特性。 對不同溫度下制得的

4、稻殼熱解焦炭進(jìn)行了如下分析，焦炭的工業(yè)分析、元素分析和表觀形態(tài)分析，結(jié)果表明生物質(zhì)熱解焦炭可以作為一種燃料，同時本身已具有初步的孔隙結(jié)構(gòu)，具有制備活性炭的條件，過高的溫度不利于生物質(zhì)熱裂解焦炭形成孔隙結(jié)構(gòu)。 對不同溫度下制得的稻殼熱解氣體進(jìn)行了分析，結(jié)果表明：不可凝氣體的生成是生物質(zhì)一次裂解和揮發(fā)份二次裂解的綜合結(jié)果，CO和CO2的體積占據(jù)了氣體總體積的80％以上，在不同的溫度下，隨著溫度的升高CO2產(chǎn)量下降，CO、CH4和C2