生物质快速热解装置研究进展

当今化石能源日渐枯竭和环境压力日益加重是亟待解决的问题,而生物质热解液化技术被认为是解决能源紧张的潜在方法,尤其是生物质快速热解技术。随着生物质快速热解技术与工艺不断成熟,需要快速热解装置不断放大以提高处理量,以实现生物质快速热解的工业化。生物质快速热解装置复杂且多样化,在装置的放大过程中,各系统的合理选择是难点。本文首先对生物质热解机理、快速热解过程的粒径选择和前处理进行了简述,并对快速热解流程中的进料系统、供能系统、热解反应器和快速冷凝系统4个关键系统进行了综述,着重介绍了快速热解反应器的类型及其特点,提供了该4个关键系统的选择及研究趋势。流化床反应器具有易放大、可以较好地实现自热式快速热解的优点,本文总结出流化床式反应器是目前研究的热点。在保证产品品质下,设备易放大、稳定实现自热式、流程能耗低、运行稳定安全等是快速热解装置未来的研究方向。

无轴螺旋连续热解装置上的生物质热解特性

连续热解是一种高效的生物质能转化技术,无轴螺旋式连续热解装置不仅可减轻送料部件的质量,而且为热解挥发性产物的排出提供了有效空间,是极具发展前景的连续热解装置。为了解无轴螺旋式生物质连续热解特性,该文在无轴螺旋连续热解装置上,开展了以稻壳、花生壳和木薯茎秆为生物质原料的热解试验,分析了3种生物质在不同热解温度下的三态产物分布特性、热解气体组分变化规律及热解炭的组织结构和表面形貌特征。结果表明:炭产率随热解温度升高逐渐下降,气体产率逐渐上升,液体产率先上升再下降,在450℃时达到最大,产物分布特性与其他热解反应器的一致;不同原料炭产率由高到低依次为:稻壳>花生壳>木薯茎秆,液体产率由高到低依次为:稻壳>花生壳>木薯茎秆,气体产率与液体产率相反。热解气体组分受温度影响较大,热解温度升高,可燃气体组分含量不断上升,不可燃气体组分含量不断下降,不同原料对气体组分含量影响较小。热解炭的工业分析结果与原料的工业分析结果存在相关性,热解温度升高,热解炭中挥发分含量逐渐下降,固定碳及灰分含量增加,木薯茎秆炭的挥发分含量最高,花生壳炭的固定碳含量最高,稻壳炭的灰分含量最高;低温热解炭的表面官能团较为丰富,随热解温度升高官能团种类逐渐减少;原料自身结构特性对热解炭的表面形貌影响较大,随着热解温度升高,生物质原料的表面结构不断被破坏,热解炭表面出现孔隙结构,花生壳炭与木薯茎秆炭表面孔隙结构比稻壳炭更为发达。

基于热解气加热的小型固定床垃圾热解装置

在大量试验的基础上开发了以热解气为基本燃料、液化石油气为补充燃料的小型外热式固定床热解试验装置。装置的关键技术是采用了一种带小火烧嘴的双旋流燃烧器,此燃烧器具有工况范围宽、燃烧充分等特点,为热解气直接用于热解炉燃烧加热奠定了基础。引入了热解能源回收率的概念,介绍了测定热解能源回收率的方法。

生物质微粉霾化快速热解装置的开发

采用多种加热技术,设计了一套处理能力为50kg/h的新型生物质微粉霾化快速热解装置。为满足装置工艺要求,设计了多功能热解反应器、带有预热功能的螺旋进料器和自控系统。对装置进行了试验测试,结果表明:该装置能够对系统温度和流量进行精确控制,实现生物质微粉在反应器中霾化热解的功能。

转锥式生物质热解装置中热载体加热方案的选择与设计

主要针对转锥式生物质热解装置中热载体加热方案的设计及选择进行了相应的探讨。结合具体的转锥式生物质热解装置对于加热设备的相关要求,共进行了三种不同加热方案的设计与选择,每种方案都有着各自的应用特点与优势。在具体的应用过程中,需要对每套设备的各自优缺点准确地掌握,为后期热解装置的改进以及各项技术的推广和应用奠定更为坚实的基础。

热解装置对含油污泥热解产物的影响探讨

目前污泥热解技术的研究实验已经在世界范围内广泛展开,但是因为含油污泥特性变化、热解装置和热解条件的不同导致含油污泥热解物质的分布和特性存在明显差别。通过分析热解装置处理和利用含油污泥的过程,研究各种热解装置给含油污泥热解产物出产率和特性的影响,对于提升资源利用和环保技术能力有很大的实践意义。

含水草酸铈连续热解装置的数值模拟研究

含水草酸铈(Ce_(2)(C_(2)O_(4))_(3)·10H_(2) O)的干燥热解过程对CeO_(2)的性能有着直接的影响。文章以流体仿真软件Fluent 19.0为计算平台,数值模拟了新研制的Ce_(2)(C_(2)O_(4))_(3)·10H_(2)O连续热解装置,系统研究了其连续干燥及热解过程,探讨了不同加热条件对装置内温度场及物料升温过程的影响。结果表明:加热功率是保证物料能否顺利完成干燥、热解和氧化过程并达到升温要求的重要因素;电加热体的组装方式和安装位置对装置内的温度分布和物料的升温过程有一定的影响,但对最终产品的质量影响很小;加热管的最高温度>800℃,应选用耐热钢材质。

废轮胎梯级热解中试装置开发与产物特性分析

基于固定床管式热解炉对废轮胎热解产物性质进行了详细的研究和分析,根据热解产物特性针对性地提出了产物的改性提质方法,并基于该方法自主设计开发了一套适用于废轮胎高效能源资源化利用的梯级螺旋热解中试装置,以获得高品质热解产物。甲苯抽出物透光率和闪点分别是限制热解炭黑和热解油高效安全应用的瓶颈问题。本文开发的中试热解装置采用梯级热解技术和多级冷凝技术,可有效改善热解产物品质,所得热解炭黑甲苯抽出物透光率达到100%,热解油闪点达到76.5℃,均满足相应标准。同时,中试装置采用热解气循环燃烧供能的方案,可实现装置的热量自维持,显著降低工艺热解能耗。本文基于自主开发的中试梯级热解装置,解决了废轮胎热解产物高值化利用的瓶颈问题,以期为废轮胎热解技术规模化推广应用奠定基础。

生物质连续热解反应装置的变螺距螺旋输送器设计

研制了带有变螺距螺旋输送器的生物质连续热解反应实验装置,对变螺距螺旋输送器参数进行了设计。冷态实验结果表明,变螺距与正、反向螺旋相结合的物料输送方式,更易于热解挥发物顺畅地由尾端排出,保证了连续热解反应的正常进行。该装置对一般生物质处理量约为30 kg/h,停留时间5～10 min,能满足连续稳定热解反应的要求,可开展多种农林生物质连续热解反应的实验研究。

国内外生物质热解液化装置的研发进展

生物质热解技术是最具有发展潜力的生物质能技术之一。而对其热解装置的研究又是热解技术研究的核心内容。该文针对国内外生物质热解液化装置的研发现状进行了较全面地介绍并提出了存在的问题及可能的解决方案,对发展我国的生物质液化技术有指导意义。

废线路板热解处理技术和装置发展现状

综述了热解技术在废线路板处理中的研究现状,以及常用热解设备结构、工作原理、各自优缺点和应用于废线路板热解的研究现状,论述了常压惰性气体热解技术、真空热解技术、熔融盐热解技术、催化热解技术等在废线路板热解中的研究进展,对现有工业化生产的钢带炉、多膛炉及回转窑热解装置进行了重点介绍,探讨了废线路板热解技术及热解装置目前应解决的问题和今后的研究方向。

中试热解工艺的研究进展

生物质资源丰富、可再生,其资源化利用越来越受到广泛关注。热解是生物质资源化利用的有效途径之一。从原材料预处理、热解装置、热解工艺三方面对中试热解的研究进行阐述。因地制宜地使用当地农作物残渣以及林业废弃物进行热解,使用恰当的预处理技术处理原材料,在保证热解产品的质量下,运行安全稳定、热解过程中能源损耗低、稳定地实现连续生产的热解装置是未来中试热解技术的发展趋势。

生物质热解液化装置的改进设计

本文对流化床生物质热解液化装置进行分析,并在此分析的基础上提出装置优化方法,以供参考。

对CFB燃烧/煤热解多联产工艺过程的开发

在处理量为1kg煤的间歇式固体热载体热解装置上,以高挥发份烟煤为原料,石英砂作热载体,进行热解特性评价实验。结果表明,提高混合热解温度,气体产率有所增加。温度高于560℃时焦油产率可达9%(wt)～11%(wt)。通过模拟炉前低温干馏过程,以高硫的坪石煤为原料,发现循环灰具有明显的固硫作用,热解产生的大部分气相硫被固定在灰中。同时,结合实验室前期的研究结果以及正在进行的多联产中试试验,对CFB燃烧/煤热解多联产工艺过程开发中的关键技术问题的解决方案,如组合式U型返料器开发、反应器压力的控制方式、体系平衡关系的建立等进行了探讨。

废轮胎热解技术的现状及发展趋势

概述国内外废轮胎热解技术的研究现状及发展趋势。国外废轮胎热解采用移动床、固定床、流化床、烧蚀床、悬浮炉和回转窑等反应器,有代表性的热解工艺包括真空移动床、两段移动床、流化床、连续烧蚀床和回转窑热解工艺等;通常热解炭被粉碎处理作为炭黑使用,热解油作为燃料油使用,废钢丝回收再利用。国内对废轮胎热解技术的研究大多局限于微型和小型试验台研究,产业化应用研究水平相对于国外较低,尚未开发出技术成熟的中试规模以上的热解工艺。开发经济性更佳、资源利用更彻底的热解工艺将是今后废轮胎热解技术研究的重点。

生物质热解研究进展

当今社会面临着能源短缺和环境破坏日益严重等问题,生物质能源作为可再生绿色能源,大量开发利用对于工业和社会生活中具有重要的意义。生物质热解技术是将生物质转化成生物质能的有效可行方法之一。为实现生物质能源工业化、规模化生产,必须要完善热解反应技术及其核心热解反应器装置。在分析了生物质热解机理的基础上,着重介绍了热解反应器的类型以及其特点。