生物質快速熱解制油工藝分析及油品改質實驗研究.pdf

1、生物質能源的合理開發(fā)和高效利用對優(yōu)化我國能源結構,節(jié)能減排與環(huán)境保護具有重要意義。生物質油經改質升級可作為發(fā)動機燃料使用。生物質熱解制油是指生物質原料在隔絕空氣、常壓、高加熱速率、短氣相停留時間和適中的裂解溫度條件下,瞬間脫出揮發(fā)分,得到的熱解蒸汽迅速冷凝產出油質液體的反應過程。本研究利用自制的10kg/h流化床熱解實驗裝置進行玉米秸稈熱解制油過程的實驗研究與分析,著重分析了反應溫度對生物質油和氣體產物的影響,并進行了玉米秸稈熱解動力學

2、分析、熱解流程模擬、生物質油減黏加氫改質的實驗研究。
　　玉米秸稈熱重實驗結果表明:110℃之前是以脫出水分為主的緩慢熱解階段;250~400℃之間為熱失重70wt％左右的快速熱解過程,330~360℃左右出現(xiàn)了最大反應速率;而大于400℃時,原料處于緩慢熱解的狀態(tài)。通過基于 Arrhenius一級反應方程構建的原料熱解動力學模型分析,發(fā)現(xiàn)生物質的熱解機理隨著反應速率的增加有改變的趨勢,趨勢方向是由一級反應向二級反應方向發(fā)展。

3、r>　　在實驗室自制的流化床熱解實驗裝置上進行了玉米秸稈熱解制取生物質油的實驗研究,并推導了實驗參數(shù)的計算方法及最佳反應溫度數(shù)學模型。在實驗過程中分析了溫度對熱解效果的影響,發(fā)現(xiàn)隨著熱解反應溫度的升高,固體產物的產率一直呈下降趨勢,而氣體產物產率呈上升趨勢,其中CO和CO2的生成量具有互補的規(guī)律性。在550℃的反應溫度時,生物質油的產率達到42.5wt%的極值。
　　利用Aspen Plus流程模擬軟件,建立了適合生物質熱重實驗的

4、模擬流程,及基于Jasen快速熱解動力學模型建立了生物質快速熱解制油模擬流程,并進行了工況研究與誤差原因分析。計算結果表明,該模擬流程能較好的反應生物質常壓快速熱解制油的工藝過程。
　　針對得到的生物質油具有高運動黏度和高含氧量的特點,利用實驗室自制的高壓反應釜,分別設計了減黏實驗和有供氫溶劑存在條件下的加氫實驗。在150℃、1.0MPa的反應條件下,生物質油在40℃、50℃、80℃、100℃下的運動黏度均降低了45%左右。將減黏