秸稈類和藻類生物質(zhì)的真空裂解液化研究.pdf

1、在化石能源日益匱乏的大背景下，生物質(zhì)真空裂解液化技術(shù)是近年來興起的一種新型生物質(zhì)熱轉(zhuǎn)化技術(shù)。該技術(shù)可以大大降低裂解氣的停留時間，提高生物油的產(chǎn)率，同時獲得副產(chǎn)物高品質(zhì)的焦炭。該技術(shù)操作處在負壓缺氧的條件下，操作安全，產(chǎn)品的熱值高，因此受到了國內(nèi)外的廣泛關(guān)注。
　　 本文選取兩種典型的固體生物質(zhì)廢棄物秸稈和太湖藍藻為原料，根據(jù)真空熱解反應(yīng)的機理設(shè)計了一套實驗室適用的真空裂解裝置，在該設(shè)備基礎(chǔ)上，考察了裂解工藝條件如裂解終溫，冷凝溫

2、度和系統(tǒng)壓力等因素對產(chǎn)品分布的影響，為今后工業(yè)上生物質(zhì)液化規(guī)模化提供參考。
　　 針對生物質(zhì)真空裂解技術(shù)發(fā)展的兩個瓶頸：傳熱慢和除水困難對裂解條件以及粗品生物油的后處理進行了改進，本實驗在物料中添加CaO適當(dāng)改進了生物質(zhì)的熱傳導(dǎo)，采用環(huán)己烷為帶水劑對生物油進行減壓蒸餾。
　　 實驗結(jié)果顯示，秸稈在500℃下生物油的產(chǎn)率最高（壓力8kpa），達到約42％，壓力主要影響裂解氣的停留時間，過低的壓力導(dǎo)致停留時間短，裂解氣冷凝不

3、徹底，壓力過大，裂解氣深度裂解導(dǎo)致油相收率降低。紅外和色譜分析結(jié)果顯示，秸稈裂解油中低碳分子的有機組分較多，主要有甲醇、乙醇、有機酸和烷烴等物質(zhì)。本文設(shè)計實驗以環(huán)己烷為帶水劑減壓蒸餾來除去生物油中水分，環(huán)己烷的存在降低了減壓蒸餾的溫度，可以將溫度控制在在80℃以下，避免了生物油的高溫聚合，除水率達90％，同時增加了熱解油的熱值。CaO的存在主要有三個優(yōu)點，一是可以改進生物質(zhì)熱解過程中的傳熱，其次是可以降低生物油中的含水量，三是降低裂解過

4、程中的焦油產(chǎn)量，減少了后續(xù)的清洗工作。
　　 對藍藻的裂解目前還處在探索性的階段，原料取自太湖的藍藻懸浮液，進行離心干燥后得到藍藻干粉。元素分析顯示，其含碳量為45.91wt％，高于秸稈40.46wt％，但其N含量（9.81wt％）遠高于秸稈（0.91wt％），預(yù)測其產(chǎn)品油的熱值要高于秸稈；熱重分析顯示，藍藻的裂解產(chǎn)生的揮發(fā)份比較少，因此其裂解油的產(chǎn)率要低于秸稈。
　　 為了考察生物質(zhì)真空裂解的經(jīng)濟可行性，結(jié)合實驗數(shù)據(jù)，