生物质颗粒燃料热解液化技术的原理与技术

　　生物质颗粒燃料热解液化技术的原理与技术

　　生物质颗粒燃料的热解是在完全缺氧或有限的氧气供应，高加热速率(102-105“ C / s)，极短的气体停留时间(0.5-3s)和适度的热解温度(350-650)的条件下进行的。 C)是用来使生物质颗粒燃料中的有机聚合物分子降解为液体生物油，可燃气体和固体生物质颗粒燃料碳的种子组成过程。

　　通过控制热解条件(主要是反应温度，加热速率等)可以获得不同的热解产物。通常，低温和低速热解的产物主要是木炭，而高温和快速热解的产物主要是不可冷凝的气体。中温快速热解产物中的生物油含量，例如，在中等温度(500-600℃)，高加热速率(104-105“ C / s)和非常短的气体停留时间(约60℃)的条件下2S)，将生物质颗粒燃料直接热解，产物可快速冷却以产生中间液体，产物可高达70wt%〜80wt%，在热解产物中，生物油易于储存和运输，没有现场装料的问题，因此，为了程度地获得液体产物，应控制反应条件以减少焦炭和产物气，同时可以进一步处理热解产物以获得更高质量的应用，例如生物油可以进一步分为燃料油和化学原料;该气体可以单独用作工业或民用气体，也可以根据其热值与其他高热值气体混合使用;生物质颗粒烟气l碳可用作活化剂等。

　　生物质颗粒燃料主要由纤维素，半纤维素和木质素以及一些可溶于极性或弱极性溶剂的提取物组成。通常假定生物质颗粒燃料的三个主要成分是独立分解的。半纤维素在225-350℃下分解，纤维素在325-375℃下分解，木质素在250-500℃下分解。

　　半纤维素和纤维素主要产生挥发性物质，而木质素主要分解成碳。热解工艺的发展和生物质颗粒燃料反应器的正确设计需要对热解机理有很好的了解。由于纤维素是大多数生物质颗粒燃料的最重要成分(例如，在木材中平均占43%)，并且它也是生物质颗粒燃料的相对简单的成分，因此纤维素被广泛用作实验原料用于生物质颗粒燃料热解的基础研究。纤维素热分解反应最广泛接受的方式是两种途径的竞争。

　　许多研究人员已经详细解释了基本方案。 Kilzer broido(1965)提出了一个在许多研究机构中广泛使用的概念框架，其反应图如图所示。

　　可以看出，低升温速率往往会延长纤维素在200-280℃下的时间，从而导致碳形成的增加，但以降低焦油为代价。

　　这种现象可以解释如下：首先，纤维素被脱水形成脱水纤维素，然后纤维素进一步分解产生大部分碳和一些挥发性物质。与脱水纤维素在更高温度下的竞争反应是一系列纤维素的解聚反应，生成l-葡聚糖(1,6-脱水的A.d-呋喃葡萄糖)焦油。根据测试条件，L-葡聚糖焦油的二次反应可产生碳，焦油和气体，或主要是焦油和气体。例如，纤维素的快速热解结合了高温上升速率，高温和较短的保留时间，实际上消除了碳形成的路径，并将纤维完全转化为焦油和气体。缓慢的热解延长了初级产物在基质中的保留时间，从而导致了L-葡聚糖向碳的主要转化。纤维素热解的化学产物包括Co，Co，H2，碳，1-葡聚糖以及一些醛，酮和有机酸。醛及其衍生物是纤维素热解的主要产物。