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文档简介

1、生物质热裂解,1.生物质热裂解概念,3.影响生物质热裂解过程及产物组成的因素,4.生物质热裂解工艺类型,2.生物质热裂解反应机理,要点,1.生物质热裂解概念,生物质热裂解是指生物质在完全没有氧气或缺氧条件下热降解，最终生成生物油、木炭和可燃气体的过程。三种产物的比例取决于热裂解工艺和反应条件。 低温慢速裂解（500）木炭为主 中温快速热裂解（500650）生物油 高温闪速裂解（7001100）可燃气体 如果反应条件合适，可获得原生物质80%85%的能量，生物油产率可达70%以上。,2.生物质热裂解反应机理,从生物质组成成分分析 从物质、能量的传递分析 从反应进程分析 从线性分子链分解角度分析,

2、从生物质组成成分分析,生物质的三种主要组成物质常常被假设独立地进行热分解，半纤维素主要在225350分解，纤维素主要在325375分解，木质素在200500分解。半纤维素和纤维素主要产生挥发性物质，而木质素主要分解为炭。,纤维素,“脱水纤维素”+水,（放热）,经一些有序的竞争反应,炭+水+CO+CO2等,（吸热）,280340,气,200280,Kilzer提出的纤维素热分解途径,从物质、能量的传递分析,生物质,生物质,炭,气体,生物油,热量,生物油,气体,颗粒边界层,生物质,一次裂解,一次气体 一次生物油 生物质炭,一次生物油 二次气体,生物质热裂解过程示意,二次裂解,从反应进程分析,生物质

3、的热裂解过程分为三个阶段： 脱水阶段（室温100） 物理变化，主要失去水分 主要热裂解阶段（100380） 生物质在缺氧条件下受热分解，随着温度的不断升高，各种挥发物相应析出，原料发生大部分的质量损失。 炭化阶段（400） 分解非常缓慢，产生质量损失比第二阶段小得多，该阶段通常被认为是C-C键和C-H键的进一步裂解所造成的。,3.影响生物质热裂解过程及产物组成的因素,温度 一般地说，低温、长滞留期的慢速热裂解主要用于最大限度地增加炭的产量；常规热裂解当温度小于600时，采用中等反应速率，其生物油、不可冷凝气体和炭的产率基本相等；闪速裂解温度在500650范围内，主要用来增加生物油的产量；同样的闪速热裂解，若温度高于700，在非常高的反应速率和极短的气相滞留期下，主要用于生产气体产物。,固体和气相滞留期,Wagannar研究表明，在给定颗粒粒径和反应温度条件下，为使生物质彻底转换，需要很小的固相滞留期。,生物质物料特性的影响,生物质种类、粒径、形状及粒径分布等特性对生物质热裂解行为及产物分布有着重要影响。,压力,压力的大小影响气相滞留期，从而影响二次裂解，最终影响热裂解产物产量分布。,升温速率,Kilzer 和 Broido （1965）在研究纤维素热裂解机理时指出，低升温速率有利于炭的形成，而不利于焦油的产生。,4.生物质热裂解工艺类型,根据工艺

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