生物质粉体热解制取生物油的实验研究

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1、摘要能源与环境作为当今社会发展的两大主题，已经成为人们关注的焦点。能源可持续发展的问题已成为当今世界最重要和突出的问题之一。因此，寻求可再生资源和能源的综合利用，已成为人类发展的必然趋势。生物质能作为唯一可储存和可运输的可再生清洁能源，使得它在当今社会能源领域占据了重要的地位。本实验所用原料是将松木刨花破碎后得到的大部分粒径小于150µm的生物质粉体，并对其进行了工业分析、元素分析和热值分析，了解其基本化学特性。本文主要讨论了热解炉炉膛温度分布情况，分析了反应温度（400℃～600℃）、生物质粉体粒径（﹤450µm）、进料速度（10.5g/min～2

2、3.4g/min）等因素对生物质粉体热解产物分布、热解气体和残留焦炭成分的影响，以及利用正交实验找出了最大生物油产率下的实验条件，分析了所得生物油的化学成分。实验结果表明：温度升高使生物油产率先升高再降低，气体产率升高，焦炭产率下降；生物质粒径小对生物油的生成是有利的，而粒径大则会使焦炭和不可冷凝气体产率有所增加；进料速度的增加在一定范围内有利于生物油产率的增加；较高的温度有利于热解气体中CO和CH4含量的增加，CO2含量减少；小粒径生物质粉体的热解气体中CO和CH4含量较高，而CO2含量较少；较高的温度会使热解残留焦炭中的挥发分含量降低，灰分含量升

3、高；正交实验表明温度、粒径、进料速度三个因素对生物油产率的显著性影响顺序为温度﹥粒径﹥进料速度，本实验装置在反应温度为500℃，生物质粉体粒径小于91µm，进料速度在12.5g/min时，生物油的产率最高，为41.05%。生物油主要成分为1,6-脱水á-D-葡萄糖(内醚糖)，占25.193%。关键词：清洁能源可再生能源生物质粉体热解生物油IAbstractEnergyandenvironment,asthetwomainthemesofthesocietyatpresent,hasbecomethefocusofpeople'sattention.E

4、nergyforSustainableDevelopmenthasbecomethemostimportantandprominentissuesallovertheword.Therefore,thesearchforrenewableenergyresourcesandtheutilizationofthemhasbecometheinevitabletrendofhumandevelopment.Thebiomass,astheonlystorable,transportableandrenewablecleanenergy,hasoccupi

5、edanimportantpositionintheenergyfieldnowadays.Therawmaterialusedintheexperimentisthebiomasspowdershreddingfromthepinewoodofwhichmostparticlesizeisbelow150µm.Andwealsoanalyseitsindustrialcomposition,elementalcompositionandthermalvaluetounderstanditsbasicchemicalproperties.Inthis

6、dissertation,wemainlydiscussthetemperaturedistributionofthepyrolysisreactor,andanalysehowthereactiontemperature(400°C~600°C),biomassparticlesize(<450µm)andfeedingrateofpowder(10.5g/min~23.4g/min)affectthedistributionofbiomasspyrolysisproductandthecompositionofpyrolysisgasandres

7、iduecoke.Weuseorthogonalexperimenttofindouttheexperimentalconditionstoreachthebestbio-oilyieldandanalysethechemicalcompositionofthebio-oil.Theexperimentalresultsshowthatwiththeincreasingtemperature,theyieldofbio-oilincreasesfirstlyanddeclinesthen,gasrises,cokedeclines.Smallpart

8、iclesizeofthebiomasspowderisconducivetotheformationofb