生物质热解的典型影响因素及技术研究进展

生物质通过热解可以获得热解气、生物油以及生物炭,实现其资源化、清洁高效利用。文章阐述了生物质热解过程中的反应机理,探讨了不同热解条件(如温度、升温速率和热解气氛)以及不同预处理方式(如烘焙、干燥、酸洗和水热)对生物质热解特性的影响。基于催化剂特性差异将用于生物质热解的催化剂分为固体酸和碱基催化剂并进行概述。在总结前人研究进展的基础上,梳理了有热载体和无热载体的生物质热解反应器的发展进程,针对生物质热解的研究因素较为单一的现状,提出通过围绕"微观结构-宏观调控"开展多尺度、定向调控、高效制备热解产物的方法,并对热解过程中自由基的变化研究不足以及热解催化剂失活等问题提出了展望,从而为生物质热解技术的发展提供理论依据,加快实现我国生物质的资源化利用。     

生物质中热值气化技术中试实验

利用浙江大学热能工程研究所开发的一种新型生物质热解气化中试实验台研究了稻秆热解过程。通过对热解气组分和热值等的分析，研究热解温度、抽气方式等因素对热解气和热解过程的影响。针对目前有关稻秆热解气中焦油的研究数据较少的情况，实验中采用白云石为催化剂，在固定床反应器上对热解气中焦油的催化裂解进行了研究，焦油缩减效率可达80—90％，并提高了热解气品质。     

基于模型化合物的脱硫灰催化提质生物质热解气研究北大核心CSCD

该研究从清洁转化脱硫灰和生物质资源出发,利用自制的碳基固废热解炉研究了低温条件下(<600℃)脱硫灰对棉杆热解的催化效果。研究发现:脱硫灰明显促进了棉杆的热分解,提高了棉杆热解气产率和低位热值,提高了棉杆热解气中H_(2),CH_(4)和C_(2)H_(6)等富氢气的产量,同时,脱硫灰的催化效果降低了热解气中CO和CO_(2)的产量。通过模型化合物法研究发现:脱硫灰对棉杆中的纤维素和木质素成分生成热解气的过程有不同的催化效果;脱硫灰促进了脱硫灰/棉杆催化热解过程中纤维素生成H2和木质素生成CH4的化学反应,抑制了纤维素生成CO和CO_(2)的化学过程。     

生物质热解气化技术的现状、应用和前景

生物质能的利用正在日益引起人们的关注。现在，生物质热解气化被用作生产燃料气的普遍技术路线，生产的燃料气被广泛应用于锅炉、发动机、气轮机或燃料电池。本文概述了目前国内外生物质热解和气化技术的现状，特别介绍了国内外几种比较新颖的技术，并且简要地阐述了这些技术的机理、应用以及优点，同时部分地给出了这些技术的流程图和示意图。     

可燃固废焦油处理的研究进展

热解气化技术是实现可燃固废资源化利用的主流技术,有必要对热解气化过程中的副产物焦油进行有效处理。本文介绍了可燃固废焦油的组成、危害及处理方法,对原位处理法、物理法和热化学法等焦油处理技术进行了总结。提出一种将焦油与聚乙烯混合进行加氢处理的方法,利用聚乙烯中富含的氢元素,有望提高焦油利用的经济性。     

生物质与废塑料共热解的研究进展

文章介绍了国内外生物质热解、废塑料热解以及生物质与废塑料共热解的发展现状与趋势,概述了我国生物质能源与废塑料共热解的潜力。对生物质和废塑料共热解进行了展望,并指出了生物质和废塑料共热解研究的发展战略。     

生物质组分热解气化特性研究现状

为了提升生物质气化气热值,减少焦油产率,越来越多的研究者开始试图从生物质组分的角度对热解气化特性进行探索.概述了碱金属、温度、压力、升温速率在热解气化过程中对生物质组分造成的影响,以及纤维素、半纤维素、木质素、萃取物和组分间相互作用对生物质热解气化过程造成的影响.提出了在二组分相互作用研究的基础上,应继续开展三组分相互作用的实验研究,以及生物质模化物和生物质原料化学结构差异对生物质原料热解气化特性的影响.此外,提出了采用单变量对照实验方法研究单变量的作用大小.     

生物质热解气化制备二甲醚合成气的灰关联分析

通过制备二甲醚合成气的生物质慢速热解气化实验,得到了热解气化炉中主要可调节参数热解温度、进料速率等与生物质热解气中H_2、CO等含量的数据.利用灰色关联方法,分析了主要可调节参数与生物质气中H_2、CO含量及H_2/CO比值的关系.结果表明:热解温度对生物质气中心、CO含量及H_2/CO比值的影响最为明显(其关联度为(0.705,0.760,0.641)),进料速率次之,罗茨风机抽气速率最弱;CO含量受3个主要可调节参数的影响最为明显(其关联度为(0.760,0.628,0.709)~T).根据该实验制备H_2/CO比值接近2的二甲醚合成气的目标和灰关联分析结果,提供了增大H_2/CO比值的方法.找出了热解气化炉中的可调节参数中影响生物质热解气体产物H_2、CO含量的主要参数,为生物质热解气化合成二甲醚中制备较高含量的H_2、CO及合适H_2/CO比值的合成气提供了前提条件.     

运行和设计参数对生物质热解制取燃料气的影响

传统的用来生产工业和民用中等热值气体的生物质热解过程面临着两个缺点，即产气率低和高含量的气相焦油蒸汽引起的下游设备的腐蚀．为克服这些缺点，在保证热解气热值几乎不变的条件下，在实验室内的一套热解系统中研究了运行和设计参数对生物质热解过程的影响．研究的参数包括反应温度、挥发相在热解炉中的停留时间、生物质原料颗粒的预处理、外部加热炉的加热速率和热解炉的热质传递能力．此外，本文还研究了一个独立的裂解炉的运行温度和热解炉的几何形状对燃料气生产的影响．结果表明，上述参数对生物质热解气的产率是敏感的，而且热解气的热值始终在13～15MJ／m^3之间变化．这一热值确保热解气可以较好地用作燃气轮机的动力燃料或炊事燃料．     

生物质热解气化技术的评价

生物质热解气化是生物质能源转换的一种方式，对于木质素、纤维素含量较高的生物质，非常适宜采用热解气化途径获取能源。现行的热解气化技术大都采用空气煤气制气法，所得生物气的热值较低，为５０００ｋＪ／ｍ３左右。热解气技术已广泛用于农副产品加工以及替代乡镇企业能源供给，取得了较好的社会效益、生态效益和经济效益。     

温度对生物质固定床热解影响的研究

在固定床上研究不同温度下生物质的热解过程,采用微型气相色谱、傅立叶红外光谱仪、比表面积和孔径分析仪等研究了热解温度对棕榈壳热解气体产物的释放特性和固体残余物生物质炭的物化特性及生物质的热解机理。实验发现生物质的热解主要集中在400～700℃,高温有利于气体产物的析出,生物质炭的量及其所含的有机官能团(C=0,C-C,C-H,C-O和OH等)随热解温度的升高快速减少。在600℃时固体生物质炭有较高的比表面积和小的孔径,表面孔结构较均匀。     

我国生物质能源转换技术开发利用现状

本文论述了几种生物质能源转换利用的现状：薪炭林与节柴灶,生物质直接燃烧、生物质热解气化、生物物质成型燃料和沼气技术。     

快速外热式热解工艺对生物质热解产物的影响

焦油一直是生物质热解技术发展的瓶颈。文中研究了快速外热式热解工艺对生物质热解产物的影响。研究表明:快速外热式热解工艺可以有效地避免常规热解过程中出现的原料夹生问题,缩短从加料到开始热解的时间,减少温度上升期间焦油的产生;由于热解温度高,速度快,大分子芳香族化合物发生二次热解,支链断裂生成小分子的烷、氢等物质,提高了热解气的产率和热值;焦油中CmHn等较大分子通过热解和重整的方式变成生物质气,降低了热解产物中焦油含量;热解过程中,由于生物质炭中的芳香族化合物分解成小分子的烷烃、烯烃等进入生物质燃气中,剩余的主要是固定碳,所以生物质炭的产率较低,其它物相与灰烬的相同。     

杨木微波热解产气特性实验研究

以杨木为研究对象,利用自行设计的钟罩式生物质微波热解实验装置,研究杨木在不同微波功率下热解的产气特性,探讨微波功率和热解终温对热解过程产气成分、产气率和热值的影响规律,并引入热解气化效率概念。实验结果表明:在不同温度段,杨木微波热解产生的气体各组分体积分数的相对大小有差异,微波功率增加,对CO、CO2和CH4的产生起到一定的促进作用,而对H2的产生影响不明显。随着热解终温的升高,热解产气中CO、CO2、CH4和H2的体积分数均有所增加。提高微波功率和热解终温均可提升热解产气率,增大产气热值峰值,提高热解气化效率。     

煤与生物质共热解工艺的研究进展

热解是将固态原料转化为液体燃料、可燃气和焦的重要途径,是实现生物质资源清洁、高效利用的重要技术。将生物质与煤混合共热解是生物质资源利用的重要方法,两者混合热解不仅有助于降低CO_2的排放量,还能有效地解决能源短缺和环境污染带来的问题。文章综述了煤与生物质共热解技术的研究进展,系统地介绍了共热解过程中煤与生物质的相互作用以及热解温度、混合比例、滞留时间、升温速率、矿物质成分、物料粒径和热解反应器类型等因素对热解过程的影响,并对煤与生物质共热解技术的发展前景进行了展望。     

生物质气化工艺及装置研究进展

文章分析了生物质气化技术的发展现状，介绍了几种典型的生物质气化工艺及装置，比较了固定床、流化床等气化装置的优缺点，并分析了现有气化工艺存在的问题以及生物质热解气化技术的发展前景。     

生物质热解过程气体产物释放特性的研究

生物质热解是一种重要的热转化技术,同时也是生物质气化、燃烧与液化等热转化过程的初始阶段,因此生物质热解的研究具有很好的理论意义与应用前景。基于这样的背景,选用固定床反应器,以白松、花生壳和稻秸为生物质样品,对其慢速热解的各相产物、产率进行比较,然后对不同生物质的热解气体产物进行分析,最后深入考察碱金属催化剂(K2CO3)对于不同生物质催化裂解过程所产生的影响。结果表明,在相同慢速热解条件下,稻秸的制氢效果最为明显。在加入碱金属催化剂后,发现相较于白松和稻秸,K2CO3对于花生壳的催化制氢效果尤为显著。     

生物油改性及催化热解技术研究进展

生物质快速热解制取生物油是一种生物质能源热转化的重要方式,是目前可再生能源利用研究的热点。文中介绍了快速热解技术的发展现状,详细讨论了生物质油的特性以及生物质油精制和改性方法,包括催化加氢、催化裂解、添加溶剂与乳化技术,以及近年来倍受关注的生物质催化热解技术。     

生物质气化制氢研究现状

重点讨论生物质催化气化制氢的基本原理和基本过程，阐述生物质催化气化制氢、超临界水中生物质催化气化制氢、等离子体热解气化制氢的研究现状，指出生物质气化制氢的广阔前景。     

高温移动床废轮胎与生物质直接热解制气性能研究

对以不同比例组成的废轮胎与生物质均匀混合物在移动床内高温直接热解的制气性能进行了研究,考察了温度和废轮胎含量对产物产率、气体组分以及热值等影响。结果表明,温度对直接热解气产率和热值影响较大,温度越高,气体产率越大而热值越小;混合物中废轮胎含量增大,热解气中碳氢气体含量增多而含氧气体减少,气体产率逐渐减小而热值增大。温度升高,合成气(H2+CO)含量和H2/CO比值均增大;废轮胎含量增大,合成气(H2+CO)含量和H2/CO比值先增大后减小。当热解温度为1 000℃,废轮胎含量为35%时,热解产物中(H2+CO)含量最高为61%,且H2/CO的比值达到最大值为1.53,有利于作为工业合成气原料。同一温度下,混合物直接热解气热值远远高于生物质单独热解,说明废轮胎的掺入有助于优化热解气组成,提升燃气品质。