生物质热解研究进展

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1、生物质热解研究进展王伟文吴国鑫张自生青岛科技大学化工学院摘要：当今社会面临着能源短缺和环境破坏H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。关键词：生物质;热裂解机理;热解装置;作者简介：王伟文（1961-）,女，浙江省温州人，教授，博士，2010年毕业于天津大学化工学院化学工程，研宂方向：多相

2、流体的流动与分离。E-mail:wwwang@qust.edu.cno作者简介：张自生（1961-），男，教授，博士，研究方向:化学工程与生物质能源化工。E-mail:ZZSLunWen@126.com。收稿日期：2017-03-13基金：国家自然科学基金，项目号:21276132ResearchProgressofBiomassPyrolysisWANGWei-wenWUGuo_xinZhangZi-shengQingdaoUniversityofScience&Technology;Abstract：Nowadays，theshortageof

3、energyandtheenvironmentalpressurebecomemoreserious;developmentandutilizationofbiomassenergysourcesasarenewablegreenenergyaregreatimportanceforindustriesandsociallife.Biomasspyrolysistechnologyisoneofthemosteffectivemethodsthatcantransformbiomassintobiomassenergy.Thepyrolysisre

4、actiontechnologyandpyrolysisdevicesmustbeimprovedsoastorealizetheindustrializationandlarge-scaleproductionofbiomassenergysources.Inthispaper,thepyrolysismechanismofbiomasswasreviewed;thetypesandcharacteristicsofthepyrolysisreactorwereintroduced.Keyword：Biomass;Pyrolysismechani

5、sm;Pyrolysisequipment;Received：2017-03-13自工业革命以来，煤炭、石油和天然气等化石能源的大量开发利用，使得化石能源成为人类赖以生存和发展的根本，也是社会经济发展的重要基础m。化石能源属于不可再生能源，大量的开采使用，造成化石能源短缺，能源危机口益严重，在使用过程中会排放大量的硫氮化合物以及可吸入颗粒物等污染物，对生态环境造成严重破坏，同时会大量排放温室气体二氧化碳，加剧温室效应［2,3］。生物质能作为仅次于煤、石油和天然气以外的第四大能源，在能源系统中占有相当重要的地位，生物质能既可直接作为燃料，也可以通过转

6、化方式转换为生物燃油，从而替代部分化石能源的使用，能够有效缓解化石能源短缺的问题，而生物质能在使用过程中排放的温室气体C02，会经过碳循环再被绿色植物重新吸收利用，使co2在大气中的总量达到平衡，理论上可以实现对大气环境«)2的“零排放”［4-6］0加大对生物质能开发利用力度，增大生物质能的利用比例，可改变传统的能源结构，将有效的降低温室气体排放，极大程度上减少环境污染，对保护生态环境具有重要意义［7］。1生物质热解技术1.1生物质热解及热解过程生物质热解是指生物质在完全无氧或者在含氧量极低的条件下，通过热化学转化将生物质转化为不凝气体、液态生物油

7、以及固体残炭三类产物1^1。在生物质热解的过程中生成气态产物，气态产物经过热解工艺的冷凝系统后，部分气态产物冷凝为液态生物油，其余气态产物为不凝气体，如一氧化碳等。各热解产物的比例大小主要取决于热解工艺的类型和反应条件。依据热解工艺条件的不同，生物质热解技术可分为慢速热解、常规热解、快速热解和闪速热解等［10-12］。(1)慢速热解:生物质在较低的反应温度(约为400°c以下)经过长时间热解，其主要过程是生物质炭化过程，得到的主要产物是焦炭。(2)常规热解:反应器通过较低升温速率(lCTlOOr/miri)达到裂解温度小于600°C左右，生物质在反

8、应器内停留时间维持在0.5~55s,将得到气、液、固三相产物，丑生成产物比例差别不大。(3)快速热解:在常压下，通过较高的