木本生物质能源的干燥：生物质能源植物干燥技术和为一体的综合优化

1、木本生物质能源的干燥：生物质能源植物干燥技术和为一体的综合优化庞树生Arun S. Mujumdar 翻译：李伟 导师：蒋旭光引用这篇文章：庞树生Arun S. Mujumdar（2010年）木本生物质能源的干燥：生物质能源植物干燥技术和为一体的综合优化，干燥技术28:5,690-701,DOI:10.1080/07373931003799236这篇文章的链接：/10.1080/07373931003799236化学过程工程学系、 坎特伯雷大学、 克莱斯特彻奇，新西兰机械工程系，国立新加坡大学，新加坡人类严重依赖化石燃料造成了不良的后果，例如全球变暖和潜在的能源

2、危机。来源于植物的生物质已被公认为最佳替代能源和燃料，在未来大有可为。生物质在形式有木屑、 蔗渣、 草，和农业残留物，含有水分从 50 %到 150%以上不等，必须干燥以提高能源效率，提高干能源产品质量，并在能量转换过程中减少排放量。大量不同类型的烘干机和干燥技术可以潜在地用于生物质干燥。干燥机的选择和干燥条件的优化，需要深入理解生物质材料，能源需求的量化转换和干燥过程。这篇文献的重点是木质生物质;本文首先论述了木质生物质的特点和热化学能源转换技术的工业应用。然后，前景光明的干燥技术和基本研究审查以及评估，以审查他们适用性和不同形式的生物量的优化。干燥机的类型被认为是包括填料移动床干燥器(输送

3、机、干燥机)、 回转式烘干机和气流干燥器。生物质相关的问题和其他可能的方法还有待解决和研究。关键词：干燥器优化；填充式移动床干燥器；气动烘干机；回转干燥器；木质生物量介绍能源供应和需求数据表明世界每年消耗能源的量为447千万Btu （热单位）2004 年 (1.31 1014kWh 或 11.27吨油当量)。这其中 86%来自化石燃料包括石油、 天然气和煤，排放 270 亿吨的二氧化碳排放到大气。1 已经严重引起了人类对化石燃料的依赖像全球变暖这样严重的后果和迫在眉睫的能源危机。因此，寻找替代和可持续能源资源已经成为亟待解决的问题以确保未来的能源供应，减少温室气体排放量。生物质已被公认为最有前

4、途未来的燃料和能源资源。2 生物量，在形式上有木屑、 蔗渣、 草，和农业残留物，从树木，农业生成作物或种植草丛中，吸收二氧化碳进行光合作用为他们的成长所需的二氧化碳。在这方式，整个系统 从原料通过增长加工对能源消耗的能量 很大程度上是碳中性。然而，由于生物质的生物起源它一般具有初始含湿量 (MC) 从 50超过 150%(干基) 新鲜的形式。在转换的生物质能源以及各种燃料中，热化学转换技术是最有前途的技术在短期和中期条目 (5-15 年) ，这些技术包括 3 气化燃烧和热解。4 最近热解技术进一步发展为生产生物炭，可在土壤中为整合的碳;因此，生物质能源系统碳是不容乐观的。为了提高能源效率，改善

5、能源产品质量，并减少排放量及改善其热化学能量转换，燥的生物量所需的 MC 是能源的重要的发展生产系统。此外，它被发现的均匀性干燥也显著影响能量在热电联产 (CHP) 电厂中的效率。8 这篇文章侧重于木本生物质但干燥木本生物量原则和技术可以应用于干燥的生物质以及其他类型。在生物质干燥，考虑的因素和问题处理包括原料生物量、 能源形式变频技术，干燥的能源效率，干燥引发的火灾危险的环境影响和爆炸，干燥和可用能量来源成本。生物质最常用的配备旋转干燥机，谷仓干燥机、 固定的床干燥机、 填料移动床干燥器 (PMB 干燥机)，和气流干燥器。8-14因为生物质能源是可燃 (随其自动点火温度在范围内 260-28

6、8 )，发生火灾的危险需要考虑，特别是在干燥机的设计与运行的时候。在这方面，基于准确的适当干燥机控制预测或生物 MC 和材料的检测温度可以优化干燥条件下触发火灾风险。数学模型的建立为干燥过程提供了有力的工具，来预测 MC在已知的材料温度干燥条件和材料特性。10,15,16 生物质干燥对环境的另一个影响是需要仔细评估的问题。排放来自生物质的挥发性有机化合物 (VOCs)会导致负面的环境影响。因此，重要的是确定组分和含量排放并找到解决办法，减轻环境的影响。14,17,18 在生物量干燥技术的发展同时，多级干燥、排气空气回收和热回收以及干燥条件的优化也在探索之中。14,19 更重要的是，过热蒸汽干燥

7、，防止发生火险引起了很多的关注，减少排放量，并提高能量干燥过程中的效率。15，18这篇文章首先描述的木质生物质特征，其后的各种讨论围绕生物质热化学转换技术包括燃烧、 气化和热解。这些技术需要适当 MC 生物质的高效和能源生产质量。而且，最新的审查和评估将提出。对生物质干燥过程的重点放在基本的理解，技术发展、 环境的影响和能源效率改进。木质生物质的特性木质生物质主要有两个来源: 一是从森林采伐和木材加工。20,21 属性、 尺寸和初始 MC 的生物量不同的源之间相差很大。例如，树枝、 根和小顶端树梢是从树上收获生物量，这些都是通常切成 2-3 毫米的片状，20-30 毫米宽和 30-50 毫米长

8、。在木材加工过程中，生物质从各种操作步骤中生成，其特性取决于会发生变化的木材产品。在锯木厂，锯末来自于切断机锯切和树皮剥皮。单板层的积材 (LVL) 加工生产生物量形式的树皮剥皮，切断，期间和在单板核心两极剥皮。表 1 描述了木质生物质及其外观如图 1 所示。表一湿的木质生物质的基本特征 残留树枝 树皮 木屑 切碎的木块尺寸（mm） 块状 50 500 3 块状， 50MC（%） 50-120 50-120 50-150 50-150容重（kg/m3） 250-300 250 100 -120 250-300灰分含量（%od+）3-20 3-20 0.5-2 0.5-5表中灰分含量为干燥基下的

9、数据。从表 1 和图 1可知，木质生物质是松散的颗粒材料，和它的大小可能有所不同不同的形式。初始的 MC 也存在显著差异。这些变量需要考虑选择干燥技术，每种形式的生物质干燥时应单独进行。大小和任何类型的初始 MC 应该尽可能让干燥均匀。除了其物理性质的变化程度，生物与化学成分可能也会因为生物质的来源和木质的种类。表 2 给出了一些在硬木和软木的化学成分典型的数字。22 木质生物质的化学成分会影响干燥时的排放量。能源的生物质热化学转换技术 有大量可将生物质转化为不同能源产品的技术，这些技术可以分为热化学过程(燃烧、 气化和热解) 和生化进程 (消化、 发酵、 酶)。因为生化过程通常需要一定的操作

10、方案，MC 的生物量不是一个控制参数。图 1。湿、 木质生物质的不同形式: (a) 树皮，(b) 碎片，和(c) 木屑。因此，这次检验将专注于热化学过程生物质 MC 有直接影响转换效率和能源产品质量。图 2显示可能的能源产品通过不同的路线使用热化学转换技术。表二木材的有机组成（%od） 纤维素 半纤维素 木质素 提取物软木 40-44 25-29 25-31 1-5硬木 42-46 23-33 20-28 1-7生物质的燃烧燃烧被定义为一系列复杂的放热的化学反应，燃料和氧气反应生成热和烟气。它包括快速氧化生物有机体和氧气，释放的能量 (热量)，并且同时形成最终氧化产物。燃烧是一种古老、成熟的技

11、术，也被称为焚烧、 点火，或点燃。生物质燃烧转化为烟气，然后可以被使用或者作为直接加热源 (例如，干燥介质在木纤维干燥) 或蒸汽发电。蒸汽可以用作热源或汽轮机进而用于发电。在理想情况下的完全燃烧，当量的生物有机体和氧气参加反应，氧化产物是 CO2和 H2O。在实践中，有额外的氧化产品生成;例如，CO、 CH4、 NOx、 SOx，以及细小的颗粒物。在锅炉中，增加燃烧温度和降低烟气温度使用干燥的而不是湿生物质能源效率可以提高5% 到 15%。2 优化MC 是通常在 15%-25%范围内。热解气化燃烧 气 气油 蒸汽木炭 热水升级 燃气轮机 蒸汽轮机气体分离 发动机或者CC 气体合成电生物柴油氢热

12、图 2。对生物质热化学转化的各种路线不同的能源产品。生物质气化煤气化是碳质材料转换的一个过程，如生物量转换为CO 和 H2，气体混合物的原料在高温与控制量的气化剂 (O2，空气或蒸汽)中反应。产生的气体混合物称为发生炉煤气合成气或合成气。煤气化是一种从许多不同类型的有机提取能量材料有效方法。3，23气化的优点包括高效率能量转换，使用富含氢的灵活性发生炉煤气和洁净技术。发生炉煤气可以用于内燃机，甲醇和产氢，或转化为液体燃料。煤气化技术也可用于转换废旧材料如城市有机固体废弃物的和剩余的林业和农业产业。生物质气化，是还有一个关键的问题就是焦油的去除。焦油可定义为高分子-重量有机物在发生炉煤气在下游过

13、程中的生产者不可取气体。通常的焦油可以是任何可凝性有机物种比苯，构成重大重比例 (1-20 g /Nm3) 原料生产者气体，而下游的公差处于ppm水平。在气化过程中，生物质需要 MC 从10 %到 20%，提高能源效率，减少发生炉煤气中焦油含量。3,11,13,17,23 生物质的热解生物质热解是直接热分解无氧的生物有机组分产生一系列有用的产品 液体，气体，和固体。4 进程可以归入传统热解 (或慢速热解) 和基于快速热解停留时间、 升温速率和热解温度的升高。常规的热解使用低温和慢加热速率和用于木炭生产。然而，快速热解温度高，加热速度快现已被发展为高收益率的液体或气体。液体产品，也被称为热解油或

14、生物原油，是之后生物柴油生产的升级处理。4 生物量的 MC 在转换效率和质量的热解液体产品具有重大影响。生物质中的水分会直接贡献给液体产品的水含量。因此，在 5%-10%范围内的最后 MC 是必需的。生物质干燥技术干燥机适用于干燥的生物包括批处理通过循环干燥机 (吹风机的穿孔的地板)，密实移动床干燥器 (PMB 干燥机或连续通过循环干燥机)，直接回转干燥机 (回转式级联干燥机)，间接回转式烘干机 (蒸汽管回转干燥机)，流化床干燥机 (加压的蒸汽流化床干燥机) 和气流干燥器 (闪蒸干燥机)。9,17 干燥介质可以是烟气，热空气，或过热蒸汽。工业生物量的干燥，以下三种类型干燥装置的最常用: 塑料干

15、燥机，13,24转筒干燥器，11,15,25 和气动或 flash 干衣机、 19，26虽然也可能使用其他类型的干燥器。8,17,27 因此，这篇文章将集中在这三种类型干燥机。可以设计一个多级的干燥系统，减少排放的挥发性有机物，提高能源效率。挥发性有机化合物在干燥过程中的排放量增加，干燥温度升高，在多级干燥系统，干燥温度可以在所有的阶段，从而降低 VOC 排放量降低。14,19,28 A 试点加压的闪蒸干燥机已由 Hulkkonen 和他的同事们 18 做了泥炭和木质生物质干燥的实验。填料移动床干燥器塑料干燥机草图如图 3 所示。17 湿生物质从左手边到移动床，有开口，让干燥介质 (热气体)流

16、过。为了提高能源效率干燥，干燥介质被回收回流通过在烘干机第二个一半的生物量床。这种方式，整体的空气流量是只有一半的，这样的布局，干燥空气总是向上流动。因为与第二个一半的干燥空气逆转干燥机，排气气体具有低温和高湿度，相应的平衡水分含量(EMC) 是相对较高的生物起源的材料。这表明，如果低的 finalMC 是所需，排气气体温度必须高于一定值要实现所需的干燥。另一方面高排气空气温度结果中热损失较大。在干燥，MC 变化，通过床层厚度。29 在并流安排中，底层烘干机，比上面几层快干。虽然反向流动的干燥空气降低了这变化，MC 梯度不可能完全消除，因为循环干燥气体中的第二个一半干燥机具有较低的干燥温度和较

17、高的湿度;因此，干燥速度也比上半部分干燥机相对较低。图 3。填料的移动床干燥器原理图。在低的最终 MC 所需的干生物量情况下，可以使用一种逆流的热气体从干衣机里，第二个一半干燥机的地方向上流动，然后扭转流过生物量床干燥机。在这一改进，干燥效率较高和所需的最终MC 是可以实现的。13 由庞等人做了关于按顺序来模拟干燥过程，并优化干燥机的配置和干燥数学运算模型干燥器的报告。13 在模型中，改变的变量与时间和地点 (床厚度) 是空气湿度 (Y) 空气温度 (Tg)、 生物质含水率(X)，和生物量温度 (Ts)。三者建立了方程从质量和能量平衡分析和传热过程。在模型中，干燥速率曲线的单片被需要解决微分方

18、程方程的模型。单片的干燥曲线具有从理论分析和实验获得。11 知道床移动速度 (v)干燥机长度方向沿上述变量的变化，就可以从碎片计算出入口在任何给定干燥时间 (t)的干燥 (y):y=vt （1）水分的质量平衡和能量平衡方程可以制定如下: 13u是生物床内的空气流动速度(m s-1)，g 是空气密度 (kg m -3)，qs 是木材的密度(kgm -3)，H 是空气焓值 (Jkg- 1)，和 CPs 是特定于木片热 (J kg-1 K-1)。干燥空气在碎片的传热率可以使用传热方程确定:式中a是暴露的面积每单位体积的生物量床上 (m2m -3)，Hwv 是汽化潜热的水(J kg-1)，hg是传热系

19、数 (Wm -2 K -1).木屑的干燥速率是独特功能水分含量下给出的干燥条件。按顺序要获得干燥条件的相关性(温度、 湿度和速度) 和最大值干燥速率和调查的干燥动力学木片，徐、 庞 11 开展了一系列的在隧道式干燥机的干燥实验。在实验中，从本地采集新鲜和湿木屑锯木厂和首先在隧道干燥机干燥足够时间。在此之后，干木片浸泡在水中2 h，然后复烤片烟，从中初步恒温干燥率的周期被确定。在干燥的实验中，从 95到 120和空气干燥温度,速度从 3.5m/s到 8m/s。这些实验的结果，从一个新的数量介绍了作为理论的最大干燥速率 (dX =dt) max，是率的水分含量的变化水浸湿样品在恒速干燥速率时期。理

20、论的最大干燥速率反映了热空气从表面去除水中的能力水浸湿的堆木屑。理论最大值此外可以从传质计算干燥速率关系。发现有差异之间的理论最大的干燥速率和实际的恒速干燥速率，实际干燥过程中观察到新鲜，湿木片。虽然庞 16 提出了薄干层的概念，描述在木材干燥方面的差异的机制，然而，并无相关在学说来量化这些差异。从上述关系的干燥试验理论的最大干燥速率和实际获得了最大的干燥速率，其结果表明理论的最大干燥速率是 1.4-1.7 倍的初始的干燥速率的新鲜、 湿木片。换句话说，新鲜、 湿木片片，初始的干燥速率大约是理论最大干燥速率的62%。此外发现，从木材的干燥曲线碎片由恒定的干燥速率时期和下降干燥速率期;因此，干燥

21、木屑可以由两条直线与临界含水率代表55%的干燥条件审查的内容。在下降的干燥速率的干燥曲线的斜率期间是初始的恒速干燥速率成正比的。恒和下降干燥速率期可以表示为:解决了提出的模型方程用数值方法计算的变化水分含量、 木材温度、 空气湿度和空气温度作为函数的位置沿床上厚度和干燥时间。进一步改善没有进行模型，需要考虑生物质加热在哪个期间，在干燥蒸气空气可以凝结暴露表面的生物量生物质温度时下面湿球温度。热空气进入通过生物床输送机;因此，使用干燥的空气条件作为边界条件在床底面。的初始条件的生物包括初始含湿木质生物质 (碎片) 和初始生物质含量温度。移动床模型模拟结果干燥的木片是显示在图 4 9 中，使用的输

22、入表 3 给出的数据。图 4 和图 5 显示水分含量的变化和温度分布的生物量与单向的空气流动，而仿真结果空气流动逆转说明图 6 到 9。图 6对于直流空气流动逆转和图 7 到 9逆流的流体倒流。在图 4 和下面的数字，z=0表示床底部层的平均，z=0.25 m 的底部层在床的中间层的平均和 z=0.5 m 平均值在床上顶部图层中的平均。在初期的加热，水分含量与发生冷凝增加4%，当生物质温度低于湿球温度。干燥后，MC 各不相同从底层到最上面一层 20%16%。这最后 MC 范围适于生物量燃烧和气化。相应的木材温度分布(图 5) 表明，木片最初加热快速升温时期。然后温度崛起在恒定干燥期间会减慢。最

23、后，当 MC 是低于 30%时木片温度在不同的图层方法干燥温度。图 4。预测的木屑作为水分含量 (MC) 剖面床上高度位置和干燥时间的函数。图 5。作为床功能预测木材碎片温度廓线厚度位置和干燥时间。图 6。作为函数的床厚度预测水分内容简介位置和干燥时间与空气流动逆转在第二个一半干燥机。图 7。作为函数的床厚度预测水分内容简介位置和干燥时间与逆流和反流。图 8。预测是湿度廓线作为床厚度的函数位置和干燥时间与逆流和反流。图 9。预测的温度分布是作为函数的床厚度位置和干燥时间与逆流和反流。在空气流动逆转在干燥机中，在后半段最后 MC 的变化从 18 %到 21%，高于 2%唯一的向上流动。MC 这个

24、范围是适合但燃烧是略高于气化和热解。然而，随着干燥空气的配置进入干燥机，向上流动，后一半然后被迫向下流动的干燥机，在上半部分可以达到 15%-18%MC，如图 7 所示。相应的空气湿度和空气温度在图 8 和图 9，可用于所示案例设计木材干燥工艺。表三输入操作建模中的条件热空气温度 120干燥空气的绝对湿度 0.01kg/kg空气流速 5m/s初始木片温度 20木片容重 250kg/m3每单位体积的木片接触面积 0.5m2/m3PMB干燥机的优点包括其相对结构简单、 低成本、 高干燥干燥的空气循环的效率。然而，这式干燥器有困难在使用耐高温干燥介质，因此只适合需要生物 MC 15%以上。它提供了一

25、个机会，有效地利用低温热源 (80 150 )这是在加工厂中通常可用。回转式烘干机回转式烘干机是木质生物质干燥过程中最常用的方法之一的技术。它可以有效处理木屑和木片。10,11,25 在行业中常用的转筒干燥器类型，包括中空，旋转提供空间之间的直接接触的金属圆柱干燥物料和干燥介质，通常为热空气。与直接接触、 传热与传质那些两相流之间高，这种转移进一步加强通过安装一系列的飞盘在圆筒内壁上联系的两条流道。此外，MC 分布均匀产品干燥可以实现因为每一件固体材料有同等机会接触热空气。并流回转干燥器中湿的料和热空气从一端进入，干的物质和潮湿的空气从另一端退出。另一方面，与逆流的配置，湿的料和热空气从两端进

26、入鼓移动向相反的方向干燥器内。商业回转式烘干机干燥的木屑所示图 10a 示意图，在图 10b 为在使用中的实际烘干机。图 10。生物质干燥回转式烘干机: (a) 原理图和 (b)商业的烘干机。在高达干燥温度 500 曾说过的商业干燥的木本生物量，在这种情况下可以实现干燥速率和高能效。在商业的干燥机中，并流安排可确保出口处生物量不是过热，防止火灾。然而，这需要可靠的测量技术或精确的模型预测来检测生物质温度和 MC 通过在干燥器干燥。回转干燥的几个模型已经在已发表的文献中。10,11,30-32在模型中，一组微分方程已来自大部分周围的能量守恒定律每个元素。回转式烘干机的操作被假设要在一个稳定的状态

27、，因此所有的参数在干燥器内的一个特定位置变量做不随时间变化。在这种情况下，质量和能量守恒方程推导在很短的长度可以安排如下:一次干燥速率曲线和停留时间是已知，上述方程 (Eqs。(7)(10) 可以解决数值来确定空气温度的变化(Tg)，空气湿度 (Y)，木材的含水率 (X)，和木材温度 (Ts)。在方程 (9)，k 是潜热的水蒸发和方程 (10)，在 DT 是温度热空气与固体材料之间的差异。的烘箱干燥木材的干燥质量流率空气由符号 M 和 G，分别表示。表示一个元素中的水分挥发速率由 R 和元素中的热传输速率是 Q。从文献综述，围绕 10 关联式停留时间被发现，每一种具有一定验证范围。Perry和

28、Green 33 中的方程是广泛使用，有一种形式，如下所示:其中，B 由加权平均颗粒尺寸 (Dp，毫米) 被干燥的材料:方程 (11) 和 (12) 基于实验在大范围内的实验条件下获得的数据。这些方程给与合理的预测精度为种类繁多的操作条件和固体材料。方程考虑到影响沿烘干机的气体速度的线性关系。典型的干燥速率曲线和物料温度显示配置文献，最近的报告由徐和庞 11在图 11 的并流干燥的木质生物质有体现。在这干燥介质的操作操作，是在热空气初始温度为450 与轴向气流速度的1.9 m / s 、干燥生物质 (碎片) 量 450kg/ h。初始生物质 MC 为 135%，生物质出口温度预计大约 240，

29、低于自动点火温度 260-288。然而，如果初始含水率的生物量是低于 135%或生物量喂养率更低，则条件干燥的气体需要进行调整，以确保干生物量温度低于 250。由于高的干燥温度、 排气空气温度较高，湿度较高;因此，可以添加能量回收系统，以增加能源效率。另外，VOC 排放量是由于生物质的回转干燥中的重要问题对于干燥高温来使用的。回转式烘干机是可靠的，可以干燥生物量与改变大小和初始 MC。高生产率可以采用高温干燥。然而，VOC 排放量很高的高温干燥回转式烘干机是相对昂贵相比其他干燥的技术。图 11。干燥速率曲线: 生物量和空气温度的变化并流回转干燥器。气流干燥器气动干燥机是气 固运输系统连续的对流

30、传热与传质过程。26 这种类型的干燥机可以实现快速干燥与短停留时间，由完全引材料在高气体流速的过程。17,19 在干燥机，热气体流运输的固体颗粒通过管道或流风管，使与材料要直接接触晒干。此气体流也是干燥介质，对供应干燥和进行了所需的热量蒸发的水分。图形 12a 及 12b 显示最常见气动干燥机物料停留时间在哪里短 (5 s 10 s)100 米长管与单通道干燥小颗粒尺寸 (500 毫米) 的材料使用热空气或烟气作为干燥介质。生物质原料，高压蒸汽闪蒸干燥机已由 Hulkkonen 等人 18 与增压流化床气化炉使用生物质的意图2-3 毫米的颗粒。虽然它不是常见的做法，木质生物质与达 50 毫米的

31、尺寸可以晒干利用闭环 (或环) 气力输送干燥机和高压过热蒸汽。 34气动干燥机更为紧凑，易于控制。干燥机可以使物质含量低并且非常迅速地达成的平衡条件。作为干燥介质 (热空气) 是一次通过对材料干燥的空气变得更加潮湿。排气空气温度也不那么绝对，它的相对湿度可达到 100%，当它冷却下来的分离旋流器和凝结在这种情况下将发生。在气动干燥的木材纤维的研究烘干机，庞 19 开发了一个数学模型基于同样的考虑，作为那些在模型中PMB干燥机和回转式烘干机。然而，生物量的干燥气体速度需要确定的传热和传质系数。图 12。生物质气流干燥器: (a) 原理图和 (b)商业烘干机。图 13。两级木纤维干燥机与热回收和从

32、第一阶段的废气的排放。从理论和实验庞 19 的研究发现，大部分的水分在干燥机的第一次三分之一长度是蒸发掉了，因而，可以作为一个两阶段修改烘干机吹风机，来恢复后的第一阶段的排放的热干燥时除去大部分的水分。修改后的系统如图 13，可以增加所示能源效率低排气达 61%空气温度、 热回收、 从第一阶段干燥。也可以与减少 VOC 排放凝析油形成的热回收系统。类似技术提出了步骤和阿赫蒂拉，14 谁发现使用多级干燥系统能显著减少 VOC 排放量和提高能源效率在生物质干燥。然而，使用三个或更多阶段将导致更高的资本成本和复杂操作。由于小数量的零碎部件部件，维护成本较低。资本成本也是低，与其他类型的干燥器的比较。

33、然而，气动干燥机有高安装成本和要求烟气净化系统，以减少挥发性有机化合物的排放量。环境和生物质干燥过程中的安全问题和可能的解决方案排放生物质干燥排放得到认可作为一个重要的问题，需要仔细考虑。14,17,28,35 立法以来限制排放量许多的国家。要求执行在一个特定的干燥安装减少排放将取决于位置 (即，如果它是附近住宅区域) 和地方性法规。这些要求不同从一国向另一国，但更严格的法规预计到位，无处不在的不久的将来。Wastney 36 在做一个全面的文献综述从干燥的木材和树皮的气体排放与其目的是表征排放成分，形成的环境和控制技术的影响。后来默和布里奇沃特，17Wimmerstedt，35 古鲁 帕尔和

34、巨头，28 阿赫蒂拉 14 肯定了Wastney 先前的调查结果。36 生物质干燥过程中的排放量来自三个来源:细颗粒夹带，汽化的挥发性有机化合物组(VOCs) 热降解和生物量，生物质。汽化的组件可以是进一步分为那些仍然在常温挥发性条件和那些浓缩干燥后堆栈。最不稳定成分包含单萜类物质，它们被自然排放从室温的木头温度和排放速率随温度，尤其是高于 100.他们都有强烈气味的刺激物的存在，在长期内变得令人讨厌。凝类别包括此类组件作为脂肪酸、 树脂酸、 二萜、 三萜类化合物。虽然这些有高沸点，他们有足够的蒸汽压力在高温干燥(180-220 C) 释放出木头。他们主要形成的蓝色烟雾，使蓝灰色变色从木材干燥

35、机的排气气体。迄今最令人关注的视觉蓝色烟雾所造成的滋扰已源关于排放废气干燥机，这种现象也会导致异味问题。热降解产物，如甲酸和乙酸类、 醇类、 醛类、 制法碳二氧化碳，在较高的干燥温度(200 或更高) 前热解发生时。增加木材温度迅速增加的数量热降解产物。一些落后组件具有强烈的气味和甚至怀疑致癌物质。排放受很多因素影响，可能是干燥机类型，干燥介质的特性和生物质特性。关于干燥机的类型，关键设计特征的相关性包括是否干燥媒介是重用或用尽; 材料是激性和碎在干燥过程;物料在干燥器; 停留时间和安装任何排放消减设备。PMB干燥机用于流通，通过干燥介质图层生物量和生物量是相对稳定的上床上，可作为滤床陷阱从任

36、何罚款排气管，造成低微粒排放。在此外，停留时间和温度可以密切控制，以避免任何过度干燥和生物量的退化。转筒干燥器内生物量被水波在某种程度上因此大量的罚款是通常出现在废气。由于材料中的滞后时间回转式烘干机，油腻，可能会出现，从而在更高图 13。两级木纤维干燥机与热回收和从第一阶段的废气的排放。因此，排气空气清理设备是需要与回转式烘干机。在气动干燥机、短停留时间的生物量结果中相对较低VOC 排放量和降解产物。然而，必须安装高效旋风分离排气管干燥生物质的量。生物质量的大小及其分布决定着微粒的排放量。范围放大可能会导致更小的颗粒被干燥过度，导致过度热降解，以及被挟带的倾向在现有的气体流量。生物质干燥过程

37、中排放的控制从干燥的生物量减少排放解决方案已拟定，包括干燥机的改进设计、 优化的干燥条件和发展技术浓缩排放。在商业干燥中的生物量，排放控制技术与排放形式会发生变化。为微粒排放控制 (固体)，过滤器，袋式除尘器通常使用筛选器和多级旋风。筛选器是适合 140-2000 m3min-1 。液体洗涤常用于气体通过使用液体溶剂吸收特定气体的排放量组件。在这个案例，出来的溶剂也需要处理，虽然曝气池是直解决方案。在大多数情况下，稀释溶剂和放电进入污水处理厂排污系统练习，但不是推荐为长期和可持续的解决办法。的洗涤处理的能力是类似于筛选器治疗范围 28 1500m3min-1 ，但为溶剂洗涤费用可能略高于筛选器

38、处理。粒子和气体排放量可以用来处理蓄热式热氧化 (RTO)排气气体流到高温焚烧炉。在这种方式下，有机有害成分和颗粒在气体通过耐高温的破解燃烧 ( 1300 以上)。这就需要专门设计可以处理这种高温焚化炉。这是一个相对较新的领域和进一步研究以商业规模，有待证实其有效性。排放是使用过热的蒸汽干燥并添加从干燥空气排气热回收系统。使用过热蒸汽，而不是空气的干燥介质对干燥较大的颗粒，没有火的优点或发生爆炸的风险，和较高的干燥效率如果排气管蒸汽是达到中水回用。在过热蒸汽干燥系统，蒸汽是通过换热器保持再生所需的温度。15,37,38 附加蒸汽生成从水分蒸发浓缩通过凝汽器和凝析油从中减去干燥系统。使用过热的蒸

39、汽的限制是，系统和其操作都比较复杂。泄漏事故禁止不凝气体导致的问题从排气蒸汽的能量回收。充电和放电过程必须不允许空气渗透。排气干燥空气热回收，是通过添加换热器实现的，其中的干燥空气排气冷却热要么锅炉进水或预热干燥空气清新。而汽车排气干燥空气是冷却下来，凝析油被形成，也可以解除中的挥发性有机化合物。在这两个过热的蒸汽干燥和热回收系统，气体流的 VOC 排放量被消灭，但问题转移到液体第一阶段，虽然相对容易治疗的废液由或无机处理生物处理。火灾和爆炸的风险物质干燥过程中的可能出现发生火灾或爆炸，用热空气解释从两个原因: 点火的尘埃云带来的很大一部分的存在在材料和可燃气体点火的罚款物料干燥的排放量。有统

40、计表明目前有大量的例子不仅是有风险的灰尘点火，而且释放的可燃产品热降解可能会增加到危险的程度。17 这两个原因的存在使得点火需要足够的存在氧气和足够高的温度。在一定条件下发现在大多数干燥机、 火灾或爆炸的危险中，从易燃蒸气需要重视，如果干燥介质的 O2 浓度为 10%左右或更多。在这些情况下的高温干燥下应阻止介质直接接触干生物量和固体的相关事情。实际的点火温度是当地的气体成分和生物量的函数MC。精确点火温度很难预测，遇到了问题干木生物质 (木屑) 接触干燥的干燥机在温度为 260-288 ，而安全工作限制是250， 如果逆流区安排使用，就会有危险。然而，在并流回转干燥可以使用较高的温度，因为干

41、燥空气生物质是干出口端当冷却器干燥机。即使在安全运行条件下应急灭火系统仍然需要为生物量干燥时的干燥温度是否超过 200 。一个简单的方法是安装一个水喷雾系统，由温度传感器、 烟雾探测器、 触发或测氧仪。结束语木质生物质，各种形式的木屑，树皮，和锯末，是一种最有前途和可持续未来生产的能源和沼液的资源干燥的木质生物质的生物能源燃料。木质生物质转换成能源产品可以通过各种途径和热化学转换过程在最可行的技术当前时间和在不久的将来。这些转换技术，包括燃烧、 气化和热解，需要生物 MC 为 5% 至 25%。干燥到所需的 MC 生物质能源、 提高效率提高能源产品的质量，并降低生物质转化的环境影响。然而，在生

42、物质干燥，有一些问题包括能源效率、 烘干排放量、 成本、 和发生火灾的危险。选择合适的干燥系统和干燥操作条件，是解决这些问题的关键，要实现所需的最后 MC。填料移动床干燥适合干燥木片，使用干燥温度从 80 到1。PMB干燥系统干燥空气进入从第二个一半的烘干机干燥机和扭转向下在第一半干燥机可以实现所需最终 MC 适合生物量燃烧和气化。PMB干燥机是相对便宜但安装占有较大的面积比其他综述了两种干燥机类型。回转干燥是为常见的干燥技术干燥木材碎片和木屑，可以在干燥操作温度从 200 到 500 。在高温，当温度为干生物量超过 250 火灾风险是高的.因此，直流流配置在回转式烘干机是通常用来防止直接干生

43、物量与热空气的接触。在回转干燥，从排气空气或过热的蒸汽余热回收干燥有很大的潜力，提高能源效率并减少 VOC 排放量。回转式烘干机是可靠和干燥生产高效率的的。然而，这种类型干燥机是昂贵得多相比其他干燥机。气流干燥器是一个紧凑的干燥系统适用于干燥木屑使用干燥温度从100 到 400 .排气热损失及 VOC 排放量可以用两个关键问题阶段的干燥、 添加热回收系统，或使用过热蒸汽干燥。对 VOC 和微粒排放的解决方案包括添加一个筛选器、 袋式除尘器过滤器、 多级旋风或溶剂擦洗。每个解决方案有优点和缺点;因此，全面的技术评估成本分析和评估的环境影响需要在实践中选择可行的技术应用程序。参考文献1. Ener

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