【摘要】：能源消耗的迅速增長,化石燃料儲量有限且不可再生,特別是化石燃料利用所帶來的環(huán)境污染,使得人們越來越童視可再生潔凈能源的開發(fā)利用。生物質(zhì)能是地球上唯一能夠固定碳的環(huán)境友好的可再生能源,生物質(zhì)熱解液化技術(shù)可以生產(chǎn)易運輸、易存儲的液體產(chǎn)物生物油,有望替代部分液體燃料或作為化工原料,因而越來越得到各國各研究機構(gòu)的重視。 本文主要針對流化床生物質(zhì)快速熱解液化裝置及能耗進行研究,在此基礎(chǔ)上,對熱解液化裝置結(jié)構(gòu)及工藝進行了優(yōu)化。主要研究成果如下: 1.針對螺旋加料系統(tǒng)出現(xiàn)的料倉內(nèi)懸料、架橋,加料不均勻,甚至停料的現(xiàn)象,在貯料筒中設(shè)置彈簧桿構(gòu)件,利用一級螺桿的旋轉(zhuǎn)推動彈簧桿工作,彈簧桿在貯料筒內(nèi)的往復(fù)震動對生物質(zhì)物料起到擾動和攪拌作用,從而破壞物料在貯料筒內(nèi)的懸浮架橋,保證生物質(zhì)原料連續(xù)地進入一級螺旋的罐體,保障進料的連續(xù)和穩(wěn)定,在基本不增加額外能耗的前提下,使螺桿的輸送能力大為提高。 2.在原有裝置的基礎(chǔ)上增設(shè)了尾氣循環(huán)系統(tǒng),將原來直接排空的生物氣和氮氣的混合氣體過濾后打入儲氣罐內(nèi),作為載氣循環(huán)使用,降低了成本,減少了污染。 3.在二級加料螺旋出口段增加了冷卻水槽,降低該處加料螺桿的溫度,防止生物質(zhì)物料在此處結(jié)焦。 4.流化床生物質(zhì)熱解液化系統(tǒng)能耗高,且需要惰性氣體做載氣。在對該系統(tǒng)主要耗能部分的能耗及副產(chǎn)物生物炭和生物氣能量利用途徑分析的基礎(chǔ)上,對循環(huán)流化床生物質(zhì)熱解液化工藝進行以下優(yōu)化:分流出一部分熱解氣不經(jīng)過冷卻做載氣使用;將生物氣燃燒來加熱生物質(zhì)原料。該優(yōu)化方案節(jié)省了惰性氣體的消耗及載氣升溫和冷卻的能耗,解決了原料的加熱升溫能耗,減少了尾氣排空對大氣的污染。
【圖文】：

在前人研究生物質(zhì)熱解裝置的基礎(chǔ)上[25，43，44，45l，本實驗室自行開發(fā)了一套生物質(zhì)熱解液化實驗裝置，，該裝置由加料系統(tǒng)、流化床反應(yīng)器、旋風(fēng)分離系統(tǒng)、冷凝系統(tǒng)和控制系統(tǒng)五部分構(gòu)成，如圖2一1所示。圖2一1流化床生物質(zhì)熱解液化實驗裝置Fig.2一 1Fluidized一 bedbiomassPyrolysisliquefactiontestdeviee2.1生物質(zhì)熱解液化裝置2.1.1加料系統(tǒng)生物質(zhì)原料加料的穩(wěn)定均勻?qū)ι镔|(zhì)熱解液化實驗結(jié)果影響甚大，加料系統(tǒng)

螺旋加料技術(shù)以其結(jié)構(gòu)簡單、輸送能力大、易于工業(yè)化等優(yōu)點被廣泛的采用。本實驗室裝置加料系統(tǒng)為兩級螺旋加料，由貯料筒、一級螺桿及其電機和變頻調(diào)速電機控制器、二級螺桿及其電機和變頻調(diào)速電機控制器組成，如圖2一2所示。貯料筒由鑄鋼外殼以及錐形底座與一級加料螺桿相連，一、二級螺桿分別由一臺電機驅(qū)動，電機轉(zhuǎn)速分別由變頻調(diào)速電機控制器控制。生物質(zhì)物料儲存在貯料筒內(nèi)并均勻進入一級螺旋的罐體，由一級螺桿送入二級螺桿，二級螺桿將其快速送入流化床，一級螺桿用于定量加料，二級螺桿用于快速加料。圖2一2生物質(zhì)熱解裝置加料系統(tǒng)2.1.2流化床反應(yīng)器Fig.2一 2Charging一 uPofbiomassPyrolysisequ1Pment反應(yīng)器是熱解的主要裝置，反應(yīng)器類型的選擇和加熱方式是各種技術(shù)路線的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。適合于快速熱解的反應(yīng)器型式是多種多樣的，較強的反應(yīng)器都具備了前面所講的三個基本特點:加熱速率快，反應(yīng)溫度中等和氣相停留時間短。但所有熱解制油實用性流化床反應(yīng)器是利用氣體或液體自下而上通過固體顆粒層而使固體顆粒處于懸浮運動狀態(tài)，并進行氣固相反應(yīng)或液固相反應(yīng)的反應(yīng)器。循環(huán)流化床作為流化床的一種
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：TK6

【引證文獻】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 高繼光;生物質(zhì)油模型化合物催化加氫試驗研究[D];鄭州大學(xué);2012年

本文編號：2623466