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生物質燃料熱解液化知識

生物質燃料快速熱解液化技術是我們傳統裂解的一種進步,它是采用超高加熱速率(102-104K/s),超短産物停留時間(0.2-3s)及适中的裂解溫度,使生物質中的有機高聚物分子在隔絕空氣的條件下迅速斷裂為短鍊分子,使焦炭和産物氣降到最低限度,從而最大限度獲得液體産品。


化石燃料資源是不可再生資源,而且化石燃料的逐漸減少讓資源短缺問題劇化,因此生物質快速熱解液化的研究在國際上引起了廣泛的興趣。經過了各國的研究和開發,生物質燃料快速熱解工藝得到了突破性發展,積累了數套工藝,下面給大家介紹一下。


1、攜帶床反應器(Entrained flow reactor),美國Georgia 工學院(GIT)開發。以丙烷和空氣按照化學計量比引入反應管下部的燃燒區,高溫燃燒氣将生物質快速加熱分解,當進料量為15kg/h,反應溫度745℃時,可得到58%的液體産物,但需要大量高溫燃燒氣并産生大量低熱值的不凝氣是該裝置的缺點。


2、旋轉錐式反應工藝(Twente rotating cone process),荷蘭Twente大學開發。生物質顆粒與惰性熱載體一起加入旋轉錐底部,沿着錐壁螺旋上升過程中發生快速熱解反應,但其最大的缺點是生産規模小,能耗較高。以德國松木粉為原料,反應溫度600℃,進料速率34.8kg/h的條件下,液體産率為58.6%。


3、循環流化床工藝(Circulating fluid bed reactor),加拿大Ensyn工程師協會開發研制。在意大利的Bastardo建成了650kg/h規模的示範裝置,在反應溫度550℃時,以楊木粉作為原料可産生65%的液體産品。該裝置的優點是設備小巧,氣相停留時間短,防止熱解蒸汽的二次裂解,從而獲得較高的液體産率。但其主要缺點是需要載氣對設備内的熱載體及生物質進行流化,最高液體産率可達75%。


4、渦旋反應器(Vortex reactor),美國國家可再生能源實驗室(NREL)開發。反應管長0.7m,管徑0.13 m,生物質顆粒由氮氣加速到1 200m/s,由切線進入反應管,在管壁産生一層生物油并被迅速蒸發。目前建成的最大規模的裝置為20kg/h,在管壁溫度625℃時,液體産率可達55%。


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