生物質(zhì)快速熱解制油工藝分析及油品改質(zhì)實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、生物質(zhì)能源的合理開(kāi)發(fā)和高效利用對(duì)優(yōu)化我國(guó)能源結(jié)構(gòu),節(jié)能減排與環(huán)境保護(hù)具有重要意義。生物質(zhì)油經(jīng)改質(zhì)升級(jí)可作為發(fā)動(dòng)機(jī)燃料使用。生物質(zhì)熱解制油是指生物質(zhì)原料在隔絕空氣、常壓、高加熱速率、短氣相停留時(shí)間和適中的裂解溫度條件下,瞬間脫出揮發(fā)分,得到的熱解蒸汽迅速冷凝產(chǎn)出油質(zhì)液體的反應(yīng)過(guò)程。本研究利用自制的10kg/h流化床熱解實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行玉米秸稈熱解制油過(guò)程的實(shí)驗(yàn)研究與分析,著重分析了反應(yīng)溫度對(duì)生物質(zhì)油和氣體產(chǎn)物的影響,并進(jìn)行了玉米秸稈熱解動(dòng)力學(xué)

2、分析、熱解流程模擬、生物質(zhì)油減黏加氫改質(zhì)的實(shí)驗(yàn)研究。
　　玉米秸稈熱重實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:110℃之前是以脫出水分為主的緩慢熱解階段;250~400℃之間為熱失重70wt％左右的快速熱解過(guò)程,330~360℃左右出現(xiàn)了最大反應(yīng)速率;而大于400℃時(shí),原料處于緩慢熱解的狀態(tài)。通過(guò)基于 Arrhenius一級(jí)反應(yīng)方程構(gòu)建的原料熱解動(dòng)力學(xué)模型分析,發(fā)現(xiàn)生物質(zhì)的熱解機(jī)理隨著反應(yīng)速率的增加有改變的趨勢(shì),趨勢(shì)方向是由一級(jí)反應(yīng)向二級(jí)反應(yīng)方向發(fā)展。

3、r>　　在實(shí)驗(yàn)室自制的流化床熱解實(shí)驗(yàn)裝置上進(jìn)行了玉米秸稈熱解制取生物質(zhì)油的實(shí)驗(yàn)研究,并推導(dǎo)了實(shí)驗(yàn)參數(shù)的計(jì)算方法及最佳反應(yīng)溫度數(shù)學(xué)模型。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中分析了溫度對(duì)熱解效果的影響,發(fā)現(xiàn)隨著熱解反應(yīng)溫度的升高,固體產(chǎn)物的產(chǎn)率一直呈下降趨勢(shì),而氣體產(chǎn)物產(chǎn)率呈上升趨勢(shì),其中CO和CO2的生成量具有互補(bǔ)的規(guī)律性。在550℃的反應(yīng)溫度時(shí),生物質(zhì)油的產(chǎn)率達(dá)到42.5wt%的極值。
　　利用Aspen Plus流程模擬軟件,建立了適合生物質(zhì)熱重實(shí)驗(yàn)的

4、模擬流程,及基于Jasen快速熱解動(dòng)力學(xué)模型建立了生物質(zhì)快速熱解制油模擬流程,并進(jìn)行了工況研究與誤差原因分析。計(jì)算結(jié)果表明,該模擬流程能較好的反應(yīng)生物質(zhì)常壓快速熱解制油的工藝過(guò)程。
　　針對(duì)得到的生物質(zhì)油具有高運(yùn)動(dòng)黏度和高含氧量的特點(diǎn),利用實(shí)驗(yàn)室自制的高壓反應(yīng)釜,分別設(shè)計(jì)了減黏實(shí)驗(yàn)和有供氫溶劑存在條件下的加氫實(shí)驗(yàn)。在150℃、1.0MPa的反應(yīng)條件下,生物質(zhì)油在40℃、50℃、80℃、100℃下的運(yùn)動(dòng)黏度均降低了45%左右。將減黏