生物質顆粒燃料熱解液化技術的原理與技術

　　生物質顆粒燃料熱解液化技術的原理與技術

　　生物質顆粒燃料的熱解是在完全缺氧或有限的氧氣供應，高加熱速率(102-105“ C / s)，極短的氣體停留時間(0.5-3s)和適度的熱解溫度(350-650)的條件下進行的。 C)是用來使生物質顆粒燃料中的有機聚合物分子降解為液體生物油，可燃氣體和固體生物質顆粒燃料碳的種子組成過程。

　　通過控制熱解條件(主要是反應溫度，加熱速率等)可以獲得不同的熱解產物。通常，低溫和低速熱解的產物主要是木炭，而高溫和快速熱解的產物主要是不可冷凝的氣體。中溫快速熱解產物中的生物油含量，例如，在中等溫度(500-600℃)，高加熱速率(104-105“ C / s)和非常短的氣體停留時間(約60℃)的條件下2S)，將生物質顆粒燃料直接熱解，產物可快速冷卻以產生中間液體，產物可高達70wt%?80wt%，在熱解產物中，生物油易于儲存和運輸，沒有現場裝料的問題，因此，為了程度地獲得液體產物，應控制反應條件以減少焦炭和產物氣，同時可以進一步處理熱解產物以獲得更高質量的應用，例如生物油可以進一步分為燃料油和化學原料;該氣體可以單獨用作工業或民用氣體，也可以根據其熱值與其他高熱值氣體混合使用;生物質顆粒煙氣l碳可用作活化劑等。

　　生物質顆粒燃料主要由纖維素，半纖維素和木質素以及一些可溶于極性或弱極性溶劑的提取物組成。通常假定生物質顆粒燃料的三個主要成分是獨立分解的。半纖維素在225-350℃下分解，纖維素在325-375℃下分解，木質素在250-500℃下分解。

　　半纖維素和纖維素主要產生揮發性物質，而木質素主要分解成碳。熱解工藝的發展和生物質顆粒燃料反應器的正確設計需要對熱解機理有很好的了解。由于纖維素是大多數生物質顆粒燃料的最重要成分(例如，在木材中平均占43%)，并且它也是生物質顆粒燃料的相對簡單的成分，因此纖維素被廣泛用作實驗原料用于生物質顆粒燃料熱解的基礎研究。纖維素熱分解反應最廣泛接受的方式是兩種途徑的競爭。

　　許多研究人員已經詳細解釋了基本方案。 Kilzer broido(1965)提出了一個在許多研究機構中廣泛使用的概念框架，其反應圖如圖所示。

　　可以看出，低升溫速率往往會延長纖維素在200-280℃下的時間，從而導致碳形成的增加，但以降低焦油為代價。

　　這種現象可以解釋如下：首先，纖維素被脫水形成脫水纖維素，然后纖維素進一步分解產生大部分碳和一些揮發性物質。與脫水纖維素在更高溫度下的競爭反應是一系列纖維素的解聚反應，生成l-葡聚糖(1,6-脫水的A.d-呋喃葡萄糖)焦油。根據測試條件，L-葡聚糖焦油的二次反應可產生碳，焦油和氣體，或主要是焦油和氣體。例如，纖維素的快速熱解結合了高溫上升速率，高溫和較短的保留時間，實際上消除了碳形成的路徑，并將纖維完全轉化為焦油和氣體。緩慢的熱解延長了初級產物在基質中的保留時間，從而導致了L-葡聚糖向碳的主要轉化。纖維素熱解的化學產物包括Co，Co，H2，碳，1-葡聚糖以及一些醛，酮和有機酸。醛及其衍生物是纖維素熱解的主要產物。