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时间:2019-12-13 21:10:19 作者:御匾会娱乐网 浏览量:75762

ag视频是真的吗  [17]李爱民,李晓东,李水清,等.生物质废弃物在回转窑内热解研究[J].太阳能学报,2000,21(4):333-340.

  [32]Jone E White,Catallo W Jame,Benjamin L Legendre.Biomass pyrolysis kinetics:A comparative critical review with relevant agricultural residue case studies[J].Journal of Analytical and Applied Pyrolysis,2011,91(1):1-33.

  [27]Brendan Hall,Chuangwei Zhuo,Yiannis A.Levendis.Influence of the fuel structure on the flame synthesis of carbon nanomaterials[J].Carbon,2011,49(11):3412-3423.

  1生物质热解炭化反应及其设备特点

  [9]Elauria J C,Castro M L Y,Racelis D A.Sustainable biomass production for energy in the Philippines[J].Biomass and Bioenergy,2003,25(5):531-540.

,见下图

  针对前述生物质热解炭化反应的特点,要产出质量和活性都符合要求的优质炭[11],生物质热解炭化反应设备应有如下特点:①温度易控制,炉体本身要起到阻滞升温和延缓降温的作用;②反应是在无氧或缺氧条件下进行,反应器顶部及炉体整体密封条件必须要好;③对原料种类、粒径要求低,无需预处理,原料适应性更强;④反应设备容积相对较小,加工制造方便,故障处理容易、维修费用低。

  3.1外热式固定床热解炭化炉

,见下图

  实验研究表明:相对于快速加热方式,慢速加热方式可使炭的产率提高5.6%。②较低的热解终温。500℃以内的热解终温有利于生物质炭的产生和良好的品质保证。③较长的气体滞留时间。根据原料种类不同,一般要求在15min至几天不等。

  [13]李瑜.废植物热解制气制油制炭的研究[J].再生资源与循环经济,2008(6):34-38.

  3.3再流通气体加热式固定床热解炭化炉

,如下图

  [5]赖艳华,吕明新,马春元,等.生物质多孔燃料层辐射加热热解过程的影响因素分析[J].太阳能学报,2011,32(05):735-740.

  [21]Axel Funke,Felix Ziegler.Heat of reaction measurements for hydrothermal carbonization of biomass[J]. Bioresource Technology,2011,102(16):7595-7598.

如下图

  内燃式固定床热解炭化炉的燃烧方式类似于传统的窑式炭化炉,需在炉内点燃生物质燃料,依靠燃料自身燃烧所提供的热量维持热解。内燃式炭化炉与外热式的最大区别是热量传递方式的不同,外热式为热传导,而内燃式炭化炉是热传导、热对流、热辐射3种传递方式的组合[31-32],因此,内燃式固定床热解炭化炉热解过程不消耗任何外加热量,反应本身和原料干燥均利用生物质自身产热,热效率较高,但生物质物料消耗较大,且为了维持热解的缺氧环境,燃烧不充分,升温速率较缓慢,热解终温不易控制。

,如下图

,见图

ag视频是真的吗  [7]杨海平,陈汉平,晏蓉,等.温度对生物质固定床热解影响的研究[J].太阳能学报,2007,28(10):1152-1158.

  国内出现的再流通气体加热式固定床炭化炉,其热解多利用固体燃料层燃技术,采用气化、炭化双炉筒纵向布置,炉筒下部为炉膛,炉膛内布置水冷壁,炉膛两侧为对流烟道。为保障烟气的流通,防止窑内熄火,避免炭化过程中断,这种炉型要在烟道上安装引风机和鼓风机[37-39]。由于气化炉本身产生的高温燃气温度可达600~1000℃,能充分满足炭化反应需要,因此利用这种炉型进行生物质热解炭化燃料利用率更高,更适于挥发分高的生物质炭化。该炭化炉型按照气化室部分产出的加热气体流向分为上吸式和下吸式两种。

  [40]李鹏.户用型上吸式生物质气化炉的结构设计与试验研究[D].石河子:石河子大学,2008.

  [2]刘圣勇,赵迎芳,张百良.生物质成型燃料燃烧理论分析[J].能源研究与利用,2002(6):26-29.

  通过实地考察与大量资料查阅,总结国内外多家科研机构对生物质热解炭化反应设备的开发试验情况,作者认为,传统土窑式炭化炉体已不适用于现代制炭业,窑式烧炭正向着可移动式、多空间箱式、可回转式窑体等方向发展。而结构更加简单、操作更加便捷的固定床式热解炭化设备,可对烟道气流走势、炉体传热方式及密封部件结构等进行改进,更适合小型户用生物质炭气联产,工业应用价值更大。

  [33]Pratie N Sheth,Babu B V.Experimental studies on producer gas generation from wood waste in a downdraft biomass gasifier[J].Bioresource Technology,2009,100(12):3127-3133.

  生物质热解是一种新兴的生物质能开发利用技术,是指生物质在隔绝氧或缺氧条件下吸收热能,破坏生物质内部大分子结构,使其转化为固体焦炭、可燃气体和液态生物质油的过程。按照热解产物的不同分为热解炭化、热解气化、热解液化3种。生物质热解炭化即热解产物以焦炭为主,主要利用炭化设备将生物质在一定温度和升温速率下热解,并进一步加工处理成为蜂窝煤状、棒状、颗粒状等形状的固体成型燃料,能够将生物质由低品位能源转化为无污染、易储运的高品质“生物煤”能源[1]。

  [21]Axel Funke,Felix Ziegler.Heat of reaction measurements for hydrothermal carbonization of biomass[J]. Bioresource Technology,2011,102(16):7595-7598.

  中国林科院林产化学工业研究所刘石彩、蒋剑春等[35]开发的BX型炭化炉也是针对内燃式生物质固定床热解炭化设备进行,所得成型炭质量与日本同类产品相当。

  [41]韩璋鑫.生产生物质干馏炭和生物质燃气的方法及快速热解炭化炉:中国,200810019302.8[P].2011-04-13.

  摘要:生物质热解炭化技术作为生物质能源开发利用的一种重要途径,已经得到国内外广泛关注。文章介绍了生物质热解炭化反应设备的两大类型,即窑式炭化炉和固定床式热解炉。详细论述了各种典型设备的结构特点和适用范围,认为与窑式炭化炉相比,固定床式热解炭化炉炭化周期短、对生物质原料适应性和可操作性更强、产炭品质更有保障。最后指出了高效、稳定、机械化是生物质热解炭化设备未来的研究和发展方向。

  新型窑炉和固定床式热解制炭设备生产周期短,可操作性更强,制炭质量较优,对尾气和焦油的处理合理,而相对成本较高,多应用于工业化规模生产。

  [39]李燕东,王述洋,刘会粉,等.生物质成型颗粒燃料气化锅炉的设计研究[J].机电产品开发与创新,2009,22(4):37-40.

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  [36]Karan Homchata,Thawan Sucharitakul,Preecha Khantikomol.The experimental study on pyrolysis of the cassava rhizome in the large scale metal kiln using flue gas[J].Energy Procedia,2012,14:1684-1688.

  中国石油大学最近提出一种利用单模谐振腔微波设备外加热固定床热解炉型[26],如图9所示。研究表明,微波加热速率较慢,蒸汽驻留时间长,其热解得到的炭具有比常规加热更大的比表面积和孔径,经处理可作为活性炭使用。这种创新型热解工艺是以后的一个开拓点,但其原料适应性相对较差、生产成本较高,不适用于用户推广,目前只限于实验室水平研究。

  [39]李燕东,王述洋,刘会粉,等.生物质成型颗粒燃料气化锅炉的设计研究[J].机电产品开发与创新,2009,22(4):37-40.

1.  2窑式热解炭化炉

  国内方面,王有权等[16]经过5年的潜心钻研制造出一种自燃闷烧式炉型,又叫敞开式快速热解炭化窑,如图4所示。这种炉体采用上点火式内燃控氧炭化工艺,当炉内温度达到190℃时,在自然环境下进行原料断氧,控制火力,火焰能逐渐进入炭化室,使窑内多种生物质原料炭化,同时产生清洁、高热值的可燃气体,该炉型已获国家专利,并在当地得到很好普及。

  [15]马元庚.介绍一种移动式炭化炉[J].林产化工通讯,1993(4):24-26.

  [36]Karan Homchata,Thawan Sucharitakul,Preecha Khantikomol.The experimental study on pyrolysis of the cassava rhizome in the large scale metal kiln using flue gas[J].Energy Procedia,2012,14:1684-1688.

  [1]张全国,杨群发.生物质气化副产物的能源特性实验研究[J].太阳能学报,2002,23(3):392-397.

  [26]商辉,路冉冉,孙晓锋,等.微波热解生物质废弃物的研究[J].可再生能源,2011,29(03):25-30.

  欧美等发达国家以及日本这样的资源短缺国家,采取对本国的资源保护主义和技术保密政策,尽管生物质热解炭化技术研究起步较早,但对于炭化设备的相关报道并不多见,直接利用本国生物质资源进行炭化研究在这些国家开展的也较少。生物质热解炭化及其设备研究主要集中在亚洲的印度、菲律宾、泰国、南美的巴西等发展中国家。我国从20世纪70年代开始对生物质能源开发支持力度加大,热解炭化工艺及设备研究得到快速发展,改善了一些传统的热解炭化反应工艺和炭化设备。

  [8]Di Blasi C,Signorelli G,Di Russo C,et al.Product distribution from pyrolysis of wood and agricultural residuals[J].Ind.Eng.Chem.Res.,1999,38:2216-2224.

  表1列举了几例生物质热解炭化反应设备各自的特点。经过对3种生物质热解炭化反应设备的对比,不难发现,传统的窑式生物质热解炭化炉制造容易,成本较低,使用不受地区限制,技术较为成熟,但只能烧制粒径较大的硬质木材,且生产周期长,材料浪费严重,污染大,产炭质量难以保证。

2.

  日本农林水产省森林综合研究所设计了一种具有优良隔热性能的移动式BA-Ⅰ型炭化窑[15],如图2所示。以当地毛竹、桑树作为原料进行制炭。该窑体的四壁面和开闭盖采用具有隔热性能材料的双层密封结构,炭化窑本体和顶盏联接部分的缝隙中用砂土密封(砂封部分结构如图3所示),热量不易泄露,保温性能良好。因此,炉内温差小,通风量也小,从而防止了由于燃烧而导致木炭损失的缺点,木炭得率高。

3.

  [12]邹吉华,邹吉红,王志伟,等.热解法处理生物质废渣的最新技术[J].北方环境,2000(4):58-60.

  浙江大学将生物质废弃物置于一种创新型外加热回转窑内热解炭化,如图5所示。回转窑筒体长0.45m,内径0.205m,筒体转速可在0.5~10r/min范围内调节,在整个加热过程中窑壁和窑膛温度可以稳定升高直至热解终温。这种回转式窑体炭化炉的固体炭产率可达40%以上,已达到较高的水平[17]。

4.

  [34]朱华炳,胡孔元,陈天虎,等.内燃加热式生物质气化炉设计[J].农业机械学报,2009,40(02):96-02.

  南京工业大学于红梅等[25]设计的热管式生物质固定床气化炉如图8所示。利用高温烟气加热热管蒸发段,通过在不同位置布置不同数量的高温热管,利用热管的等温性、热流密度可变性以调控气化炉床层温度,更好的达到控制制气与制炭的目的。这种新型加热方式在固定床热解气化炉中得到了成功应用,但在炭化中由于温度在热解最佳反应条件下较难实现均匀分布,且由于温度传递的滞后效应,不适用于硬质木料的炭化,可针对粒径较小的生物质进行热解炭化实验研究。

  5结语

  [8]Di Blasi C,Signorelli G,Di Russo C,et al.Product distribution from pyrolysis of wood and agricultural residuals[J].Ind.Eng.Chem.Res.,1999,38:2216-2224.

  国内方面,王有权等[16]经过5年的潜心钻研制造出一种自燃闷烧式炉型,又叫敞开式快速热解炭化窑,如图4所示。这种炉体采用上点火式内燃控氧炭化工艺,当炉内温度达到190℃时,在自然环境下进行原料断氧,控制火力,火焰能逐渐进入炭化室,使窑内多种生物质原料炭化,同时产生清洁、高热值的可燃气体,该炉型已获国家专利,并在当地得到很好普及。

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