生物質(zhì)快速熱解制油工藝分析及油品改質(zhì)實驗研究.pdf

1、生物質(zhì)能源的合理開發(fā)和高效利用對優(yōu)化我國能源結(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)升級可作為發(fā)動機燃料使用。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)過程。本研究利用自制的10kg/h流化床熱解實驗裝置進(jìn)行玉米秸稈熱解制油過程的實驗研究與分析,著重分析了反應(yīng)溫度對生物質(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)的實驗研究。
　　玉米秸稈熱重實驗結(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％左右的快速熱解過程,330~360℃左右出現(xiàn)了最大反應(yīng)速率;而大于400℃時,原料處于緩慢熱解的狀態(tài)。通過基于 Arrhenius一級反應(yīng)方程構(gòu)建的原料熱解動力學(xué)模型分析,發(fā)現(xiàn)生物質(zhì)的熱解機理隨著反應(yīng)速率的增加有改變的趨勢,趨勢方向是由一級反應(yīng)向二級反應(yīng)方向發(fā)展。

3、r>　　在實驗室自制的流化床熱解實驗裝置上進(jìn)行了玉米秸稈熱解制取生物質(zhì)油的實驗研究,并推導(dǎo)了實驗參數(shù)的計算方法及最佳反應(yīng)溫度數(shù)學(xué)模型。在實驗過程中分析了溫度對熱解效果的影響,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,而氣體產(chǎn)物產(chǎn)率呈上升趨勢,其中CO和CO2的生成量具有互補的規(guī)律性。在550℃的反應(yīng)溫度時,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)熱重實驗的

4、模擬流程,及基于Jasen快速熱解動力學(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程。
　　針對得到的生物質(zhì)油具有高運動黏度和高含氧量的特點,利用實驗室自制的高壓反應(yīng)釜,分別設(shè)計了減黏實驗和有供氫溶劑存在條件下的加氫實驗。在150℃、1.0MPa的反應(yīng)條件下,生物質(zhì)油在40℃、50℃、80℃、100℃下的運動黏度均降低了45%左右。將減黏