2021-09-18
 
生物质热解影响因素及技术研究进展解析
2021年09月18日   阅读量:219

摘要:生物质热解技术是我们对生物质能进行清洁利用的有效方式。随着当前社会生产力的发展袁世界各国对于能源的需求越来越高袁开发生物质能是有效解决当前能源不足问题的有效方式。本文就综述了生物质热解影响的因素袁在此基础上袁分析了国内外生物质热解技术研究发展的现状袁最后对其发展趋势做出了展望中国化工网okmart.com

  引言

  生物质能源是一种清洁型能源,也是一种可持续发展性的能源,在当前时代,生物质能源在很多方面已经取代了石化燃料,其高效的转换率以及洁净利用率越来越受到全世界的关注和青睐。近年来,国内外的专家学者对生物质热解技术,以研究开发生物质热解技术和热解反应器为目标,针对生物质热解的特性和工艺技术进行了大量的深入研究。

  1影响生物质热解的因素分析

  生物质热解技术是一门新兴的技术,其热解的过程会发生复杂的反应,但主要以裂解反应与缩聚反应为主,中间反应的途径较多。根据国内外学者的研究,生物质热解反应以脱水反应、脱羰反应、脱羧反应及反羟醛缩合反应为主,同时还包括纤维素、半纤维素以及木质素的裂解反应,然后经过裂解残留物的缩聚反应,生成焦炭。

  根据国内外学者的研究,影响生物质热解的因素主要包括原材料的类型、反应器类型、加热方式、温度提升速率、热解的温度、停留的时间、原材料中的水分含量、原材料的粒径、以及热解的技术都在不同的程度上影响着生物质的热解。因此,深入研究影响生物质热解因素,对生物质能的研究开发具有极其重要的作用和价值。

  2国外针对生物质热解技术研究的现状分析

  从上世纪七十年代开始,以美国为首的西方发达资本主义国家就开始了生物质热解技术的研究,发展到了今天,已经形成了较为完备的技术设备和工业化生产系统。

  国际能源署为了推进生物质热解技术的开发利用,组织了美国、加拿大、英国、瑞典、芬兰及意大利等国的十多个研究小组进行了十多年的研究工作,根据发表的报告显示,取得的成果十分令人满意。

  美国的Georgia工学院于1980年开始研究引流床反应器,经过十年的研发,1989年末成功运行,该反应器可得58%的液体产物。加拿大的Waterloo大学于上世纪八十年代开始了生物质热解流化床技术和反应器的研究,研究的结果交由加拿大的达茂公司进行生产,该公司的流化床生物质热解设备日处理能力已经超过了200吨;而加拿大的Ensyn工程师协会则研制出来了循环流化床工艺,在欧洲的芬兰安装了每小时处理20千克生物质的小规模装置,此后,又在意大利的Bastardo建成了每小时处理650千克规模的示范装置;荷兰的VanSwaaij和WPrins等人于1989年提出并着手研制旋转锥式反应器,到1995年,取得了初步的研究成果。而ChristianRoy博士与他的研究小组于1981年在Laval大学开启了真空移动床工艺的研究,该研究于2000年被Pyrovac国际公司采用,在加拿大Jonquiere建立了规模为每小时处理生物质3.5吨的示范厂。

  3国内针对生物质热解技术研究的现状分析

  我国在生物质热解技术方面研究起步较晚,目前还未臻成熟,但国内的学者再参考国外技术的基础上,也开发出了多款热解反应器,并且在热解技术的研发方面取得了一定的成果。例如,浙江大学在上世纪九十年代中期开始的生物质热解研究,就是我国国内的首例研究,开启了我国在生物质热解方面的研究开发。此后,国内其他大学也纷纷开启了在生物质热解方面的研究工作,其中,山东工程学院在1999年6月研制出了生物油,并对其成分进行了细致的分析,这是我国国内的第一例成功研究。而中国科学院广州能源研究所通过参考国外技术,自主研发了生物质循环流化床液化小型装置,液体产率的结果高达63%,超过国外的研究水平。

  4生物质热解技术研究发展的趋势

  目前,国内外对于生物质热解技术的研究越来越广泛,被用于热解的生物质原材料多达几十种,而寻找合适的原料是当前以及未来一段时间内我们研究的重点内容,这对于提高生物质能源的品质和产率具有十分重要的作用和价值。

  其次,提高生物质热解合成物的收集效率,并进行工业放大是我们亟待解决的问题。为了增加生物质能的竞争力,降低工业生产成本,我们必须在系统设计、设备制造方面进行优化创新,同时提高生物质热解产品的品质,特别是生物油的品质,以替代传统的煤炭和石油产品,提高清洁能源的使用。

  5结语

  综上所述,当前能源的日益短缺,作为清洁型可再生能源的生物质能源逐渐受到人们的重视,对其开发利用成为当前世界各国研究的主要课题。本文主要研究了生物质热解影响因素及技术研究进展与未来发展趋势。

  参考文献

  [1]胡二峰,赵立欣,吴娟,等.生物质热解影响因素及技术研究进展[J].农业工程学报,2018,v.34;No.341(14):220-228.


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