生物質冷態(tài)流化特性與熱解生物質制備液體燃料的研究.pdf

1、本文的主要工作是確定了生物質與砂子的混合物的最小流化速度，熱解稻殼和鋸末制備液體燃料，對液體燃料的化學成分進行分析。 為了更好的操作、設計流化床和對流化床進行數(shù)學建模，通過實驗確定了稻殼-砂子混合物與鋸末-砂子混合物的最小流化速度及流化床表觀氣速和流化床壓降的函數(shù)關系。對于稻殼-砂子混合物，稻殼的質量百分比是0％、10％、20％、30％、40％和100％。對于鋸末-砂子混合物，鋸末的質量百分比是10％、20％、30％、40％、5

2、0％、60％、70％、80％和90％。由此獲得了生物質與砂子的混合物最小流化速度隨生物質質量百分比含量變化的改變趨勢。實驗結果表明，隨著稻殼質量百分比的增加，混合物最小流化速度增加，當?shù)練べ|量百分比達到30％時，稻殼-砂子混合物最小流化速度達到最大值，但當?shù)練べ|量百分比超過30％，隨著稻殼質量百分比的增加，混合物最小流化速度減小。隨著鋸末質量百分比的增加，混合物最小流化速度增加，當鋸末質量百分比達到60％時，鋸末-砂子混合物最小流化速度

3、達到最大值，但當鋸末質量百分比超過60％的時候，隨著鋸末質量百分比的增加，混合物最小流化速度減小。由此可見，當?shù)練べ|量百分比超過30％，鋸末質量百分比超過60％時，它們與砂子混合物表現(xiàn)出特殊的流化性質。一種新的方法，線性插值方法被使用以確定生物質-砂子混合物的最小流化速度，線性插值方法是確定生物質-砂子混合物最下流化速度的通用、可靠的方法。使用3次保型厄米特插值獲得經(jīng)驗方程，確定稻殼質量百分比與稻殼-砂子混合物最小流化速度的函數(shù)解析式。

4、使用最小二乘法獲得經(jīng)驗方程，確定鋸末質量百分比與鋸末-砂子混合物最小流化速度的函數(shù)解析式。這兩個解析式能夠很好地預測稻殼-砂子、鋸末-砂子混合物的最小流化速度。 接著，論文系統(tǒng)研究了將稻殼和鋸末轉化為液體燃料的熱解過程。實驗發(fā)現(xiàn)，對于所有原料，生物油產(chǎn)量隨溫度的增加先升高后減小，因此存在一個最佳溫度值，使得生物油的產(chǎn)率達到最高。對于稻殼、鋸末、稻殼-鋸末混合物，在溫度為465℃、490℃和475℃時，生物油達到最大產(chǎn)率，分別為5

5、6％、61％和60％。實驗中的冷凝方式是直接冷凝，不可冷凝氣體的量隨溫度的增加始終增加，焦碳的量隨溫度的增加始終減小。來自于冷凝器底部，被良好霧化的液體燃料與熱解蒸汽直接接觸，熱解蒸汽被冷凝為熱的液體燃料，巨大的熱量被液體燃料霧滴迅速吸收，這是冷凝熱解蒸汽的最佳方式。直接冷凝具有很高的冷凝效率。對液體燃料的元素分析和對不可冷凝氣體的化學成分分析表明，液體燃料的含硫、含氮量極小，不可冷凝氣體基本不含對大氣造成污染的有害氣體成分，因此，源于

6、稻殼和鋸末的液體燃料是比化石燃料更清潔的綠色能源，熱解過程本身也不存在污染。此外可以用焦炭燃燒來提供熱解所需要的能源，焦炭燃燒產(chǎn)生的二氧化碳也可以替代氮氣作為流化氣，從而熱解成本可以大大降低。 最后，分析了液體燃料的化學成分及穩(wěn)定性。對生物油成分分析采用氣相色譜-質譜聯(lián)用。共檢測出生物油中的17種組分及其含量。分析結果表明，生物油由有機酸，醚，其他雜環(huán)化合物組成。生物油中含有較多有機酸，因此生物油顯酸性，甲酸是生物油所含有機酸中