温度及流化床床料对生物质热裂解产物分布的影响.pdfVIP

第32卷第l期 太阳能学报 V01．32．No．1 2011年1月 ACrAENERGIAESOLARIsSlNICA J舳．．20ll 温度及流化床床料对 生物质热裂解产物分布的影响 易维明1，柳善建1’2，毕冬梅3，柏雪源1，李志合1 (1．山东理工大学．山东省清洁能源工程技术研究中心．淄博25509l；2．东南大学能源与环境学院，南京210096； 3．华中科技大学能源与动力工程学院，武汉430074) 摘要：为考察热裂解温度及床料对生物质热裂解液固产物分布的影响，在一高温烟气发生炉加热的小型流化床 上，以玉米秸秆粉为原料，石英砂、白云石和高铝矾土分别作为流化床床料，在伽、475、500和525℃4个不同温度 下进行热裂解液化试验。研究结果表明：①以上述3种物质分别作床料时，生物油收集率都先随温度的升高而增 大，当温度升高到一定程度时，开始随温度的升高而下降。以白云石为床料的生物油收集率较高，在500℃时最高 值可达43％，其次为石英砂，高铝矾土对应的生物油收集率较低；3种床料的生物油最大收集率均产生在约500℃。 残炭收集率随温度升高一直呈下降趋势；以石英砂为床料时，残炭收集率较高，高铝矾土与之相近．白云石较低；② 生物油分为轻质生物油和重质生物油两部分．随着温度的升高，重质生物油占所得生物油总重比例的变化和生物 油收集率变化趋势几乎一致，并也在约500℃达到最大，之后两者都有下降，但重质生物油占总重比例的下降要较 生物油收集率的下降剧烈。 关键词：生物质；流化床；热裂解；生物油；床料 中图分类号：弼 文献标识码：A 本具有莺要意义。 O 引 言 近年来，国内外学者在催化剂对生物质热裂解 在生物质热裂解过程中，生物质颗粒的传热方 的影响方面做了大量研究工作。廖艳芬等[41进行了 式在很大程度上决定了热裂解产物的最终分布比 钙盐催化纤维素快速热裂解机理的研究，试验发现 例，是热裂解技术的关键环节【l】。目前国内外已开 氯化钙促进了焦炭和气体产物的生成，尤其对焦炭 发出多种生物质颗粒快速传热工艺，主要有气体热 的生成具有明显的催化选择性，但这些是以牺牲生 载体传热、反应器壁传热、固体热载体传热、气体热 载体结合反应器壁传热、气体热载体结合固体热载 质催化热裂解的研究表明，znO对液体产量没有明 体传热等方法。反应器设备有固定床、流化床、循环 显影响，但它分解了不溶于乙醚的组分，而且在ZnO 流化床、携带床、真空移动床、旋转锥、涡旋反应器、 处理后的精制油稳定性试验中，没有经催化的生物 烧蚀反应器、旋风反应器等形式。其中固体热载体 油粘度增加了129％，而经过催化的仅增加了55％， 一般选用石英砂。有研究表明：在生物质热裂解过 可以看出znO明显提高了生物油的稳定性。O衄y 程中，生物质本身的金属元素和添加的金属盐会对 其热裂解行为、产物的分配比例及其产物品质存在 种催化剂高温催化热裂解生物质，结果表明未经催 显著影响【2’3】。因此在生物质快速热裂解制取生物 化获得的生物油产率为57．6％，经催化热裂解的生 油过程中，针对不同生物质，选用催化效果好、成本 物油产率分别为66．5％和69．2％，氧含量从14．2％ 低的固体热载体替代石英砂来提高生物油收集率或 分别下降到10．64％和10．46％。陈鸿伟等【7】在自制 改善其品质，这对于加快生物油的应用、降低加工成 的固定床上，研究了Cao对玉米秸秆催化热裂解规 收稿日期：2009蝴 基金项目：国家r1然科学基金；冈家高技术研究发展(863)计划(20cr7AA052451) 通讯作者：易维明(1963一)．男，教授、博士生导师．主要从事生物质能源和!扛物新材料方面的研究。yiilIli嘴@。dut．edu．∞ 万方数据