生物质热解液化装置及工艺研究

发布时间：2020-04-11 10:07

【摘要】：能源消耗的迅速增长,化石燃料储量有限且不可再生,特别是化石燃料利用所带来的环境污染,使得人们越来越童视可再生洁净能源的开发利用。生物质能是地球上唯一能够固定碳的环境友好的可再生能源,生物质热解液化技术可以生产易运输、易存储的液体产物生物油,有望替代部分液体燃料或作为化工原料,因而越来越得到各国各研究机构的重视。本文主要针对流化床生物质快速热解液化装置及能耗进行研究,在此基础上,对热解液化装置结构及工艺进行了优化。主要研究成果如下: 1.针对螺旋加料系统出现的料仓内悬料、架桥,加料不均匀,甚至停料的现象,在贮料筒中设置弹簧杆构件,利用一级螺杆的旋转推动弹簧杆工作,弹簧杆在贮料筒内的往复震动对生物质物料起到扰动和搅拌作用,从而破坏物料在贮料筒内的悬浮架桥,保证生物质原料连续地进入一级螺旋的罐体,保障进料的连续和稳定,在基本不增加额外能耗的前提下,使螺杆的输送能力大为提高。 2.在原有装置的基础上增设了尾气循环系统,将原来直接排空的生物气和氮气的混合气体过滤后打入储气罐内,作为载气循环使用,降低了成本,减少了污染。 3.在二级加料螺旋出口段增加了冷却水槽,降低该处加料螺杆的温度,防止生物质物料在此处结焦。 4.流化床生物质热解液化系统能耗高,且需要惰性气体做载气。在对该系统主要耗能部分的能耗及副产物生物炭和生物气能量利用途径分析的基础上,对循环流化床生物质热解液化工艺进行以下优化:分流出一部分热解气不经过冷却做载气使用;将生物气燃烧来加热生物质原料。该优化方案节省了惰性气体的消耗及载气升温和冷却的能耗,解决了原料的加热升温能耗,减少了尾气排空对大气的污染。
【图文】：

生物质热解,流化床,实验装置,加料系统

在前人研究生物质热解装置的基础上[25，43，44，45l，本实验室自行开发了一套生物质热解液化实验装置，，该装置由加料系统、流化床反应器、旋风分离系统、冷凝系统和控制系统五部分构成，如图2一1所示。图2一1流化床生物质热解液化实验装置Fig.2一 1Fluidized一 bedbiomassPyrolysisliquefactiontestdeviee2.1生物质热解液化装置2.1.1加料系统生物质原料加料的稳定均匀对生物质热解液化实验结果影响甚大，加料系统

生物质热解,加料系统

螺旋加料技术以其结构简单、输送能力大、易于工业化等优点被广泛的采用。本实验室装置加料系统为两级螺旋加料，由贮料筒、一级螺杆及其电机和变频调速电机控制器、二级螺杆及其电机和变频调速电机控制器组成，如图2一2所示。贮料筒由铸钢外壳以及锥形底座与一级加料螺杆相连，一、二级螺杆分别由一台电机驱动，电机转速分别由变频调速电机控制器控制。生物质物料储存在贮料筒内并均匀进入一级螺旋的罐体，由一级螺杆送入二级螺杆，二级螺杆将其快速送入流化床，一级螺杆用于定量加料，二级螺杆用于快速加料。图2一2生物质热解装置加料系统2.1.2流化床反应器Fig.2一 2Charging一 uPofbiomassPyrolysisequ1Pment反应器是热解的主要装置，反应器类型的选择和加热方式是各种技术路线的关键环节。适合于快速热解的反应器型式是多种多样的，较强的反应器都具备了前面所讲的三个基本特点:加热速率快，反应温度中等和气相停留时间短。但所有热解制油实用性流化床反应器是利用气体或液体自下而上通过固体颗粒层而使固体颗粒处于悬浮运动状态，并进行气固相反应或液固相反应的反应器。循环流化床作为流化床的一种
【学位授予单位】：郑州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TK6

【引证文献】