玉米秸秆在等离子体加热流化床上的快速热解液化研究.pdfVIP

第21卷第12期 农业工程学报 V01．21No．12 127 2005年12月 TransactionsoftheCSAE Dec．2005 玉米秸秆在等离子体加热流化床上的快速热解液化研究 柏雪源，易维明，王丽红，李永军，蔡红珍 (山东理工大学轻工与农业工程学院，山东省清洁能源工程技术研究中心，淄博255049) 摘要：为了进一步研究生物质热解液化技术，寻找较为理想的生物油产率所对应的试验条件，设计制作了以等离子体为 主热源的流化床热解液化装置，反应器的内径为52mm，高1150mm。以玉米秸秆粉为原料在不同温度、不同喂料速率下进 行一系列的热解液化试验。试验结果表明：喂料速率在o．6～o．7kg／h时，生物油产率较高；反应温度升高，生物油产率增 高，但是当反应温度超过750K时，产率反而随温度的上升而下降。使用色质联用仪(GC—MS)对生物油进行了成分分析，4 种试验条件下制取生物油的主要成分均为乙酸、羟基丙酮、水、乙醛、呋哺等，试验条件不同各主要成分的相对含量有所不 同。高含水量和含氧量降低了生物油的热值和稳定性，容易发生聚合反应，必须经过改性后才能应用。所采用的试验装置及 试验方法亦可用于以其它原料获取生物油的研究。 关键词：等离子体；流化床；热解；生物质；生物油 中图分类号：TK6 文献标识码：A 文章编号：1002—6819(2005)12一0127一04 —130． heatedfluidized Bai a1．Fast ofbiomassforbio—oilina bed[J]． Xueyuan，Yiweiming，wangLihong，et pyrolysis plasma Transactionsofthe Chinesewith abstract) CSAE，2005，21(12)：127—130．(inEnglish 0引言 1流化床试验装置 生物质热裂解技术是近几十年来发展起来的一种 试验装置如图1所示，等离子体热源从反应器的底 生物质的转换利用技术。热解装置本身以及对反应器的 部通入，反应管外壁缠有电炉丝，作为辅助热源兼作保 控制直接影响生物质热解的效果。在生物质热裂解的各 温作用，最外层为石棉保温层。反应管壁上，从喂料口处 种工艺中，研究者们采用了流化床热解装置、真空热裂 开始往上，每隔150mm设置一个K型热电偶，从下到 解装置、涡旋反应装置、旋转锥壳反应装置、烧蚀热裂解 上依次编号为1、2、3、4、5，对流化床内的温度进行实时 装置等，其中流化床反应器能够提供较高的加热速率以 监测，掌握反应管内的温度分布情况，为生物质热解提 及相对均匀的反应温度，同时快速流动的载气便于一次 供可靠的温度场。取主反应区内的3点作为温控点，通 产物及时析出[1’2]。反应器类型和加热方式的选择是各过智能温控仪控制反应管外的电炉丝的加热功率实现 对反应管内温度场的控制。 种技术路线的关键环节[3]。流化床反应器由于运行简 单、结构紧凑、适合放大而得到越来越多的重视。 通常流化床热解反应器采用外部加热方式，山东理 工大学开展生物质热解液化技术研究以来，利用等离子 体为主热源，采用内部加热方式，进行水平携带床热解 生物质的热解液化研究[4’5]和层流炉生物质热解挥发特 性的研究[6卅]取得了一定的进展。等离子体是对气体进 行电离得到的能够由自由运动并相互作用的正离子和 电子组