發(fā)布時間：2020-05-26 04:55

【摘要】：高爐渣是鋼鐵生產(chǎn)過程的主要副產(chǎn)品，，每生產(chǎn)1噸生鐵要副產(chǎn)0.3—0.6t的爐渣，溫度高達1500℃左右，含熱量豐富，每噸渣約含有（1.26—1.88）×106kJ的顯熱�，F(xiàn)如今的生物質(zhì)能資源利用技術(shù)已成熟，但利用的過程中生產(chǎn)成本高，能耗大是制約生物質(zhì)能工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用的主要瓶頸，而煉鐵高爐渣所具有的溫度和熱量，恰好滿足生物質(zhì)熱解工藝的要求，為生物質(zhì)能的生產(chǎn)提供“免費”熱源�；诖�，本文探討利用高溫爐渣的余熱來熱解生物質(zhì)。通過干法離心�；夹g(shù)將液態(tài)高爐渣制備成高溫的液—固過渡態(tài)高爐渣顆粒，作為熱載體在旋轉(zhuǎn)錐反應(yīng)器內(nèi)通過直接接觸加熱生物質(zhì)使其熱解制取生物油。 本文在掌握高爐渣顆粒和生物質(zhì)顆粒在旋轉(zhuǎn)錐反應(yīng)器內(nèi)運動規(guī)律的基礎(chǔ)上，對顆粒間的傳熱規(guī)律進行研究，建立各傳熱方式下的傳熱模型，并將多個傳熱模型進行綜合，形成總的傳熱模型。對高爐渣熱解生物質(zhì)的反應(yīng)動力學(xué)進行研究，利用陶粒和高爐渣分別熱解生物質(zhì)做了對比實驗，在溫度區(qū)間相似的情況下，利用高爐渣余熱熱解生物質(zhì)反應(yīng)的過程中，反應(yīng)活化能比較小，反應(yīng)更容易發(fā)生，相比而言陶瓷球熱解生物質(zhì)的頻率因子較高，反應(yīng)速率較慢。 以高爐渣為熱載體，利用改進后的以旋轉(zhuǎn)錐反應(yīng)器為主體的生物質(zhì)熱解制生物油系統(tǒng)進行了熱解實驗，結(jié)果表明：不同種類的生物質(zhì)熱解后制取的生物油在理化特性上差別較大，其中秸稈生物油密度比紅松生物油密度��；秸稈生物油的pH值較大，而白松生物油和落葉松生物油的pH值較��；高爐渣溫度升高使生物油產(chǎn)率先升高再降低；高爐渣粒徑越小熱解產(chǎn)物中生物油的產(chǎn)率越大；生物質(zhì)粒徑越小對生物油的生成越有利；旋轉(zhuǎn)錐反應(yīng)器的轉(zhuǎn)速為7Hz時生物油產(chǎn)率最大。本文對高爐渣的催化特性也進行了驗證：高爐渣中含有CaO—MgO的絡(luò)合物，以高爐渣為熱載體能顯著提高氣體產(chǎn)物中H_2和CO含量。
【圖文】：

載體熱解生物質(zhì)技術(shù)的特點是反應(yīng)過程中無需外部熱源，反應(yīng)所需要的熱量全部來自高爐渣，高爐渣和生物質(zhì)之間主要通過熱傳導(dǎo)的方式傳熱，這就要求熱裂解反應(yīng)器應(yīng)該具有很好的保溫性能，并且使高爐渣和生物質(zhì)能夠充分接觸，以提高傳熱效率，這樣才能保證生物質(zhì)熱解完全，產(chǎn)油率高[13]。生物質(zhì)熱解技術(shù)中幾種典型的反應(yīng)器如下：1. 美國GTRI引流床美國亞特蘭大的喬治亞技術(shù)研究所1980年研制了引射流反應(yīng)器，其管式反應(yīng)器垂直放置，長為6.4m ，內(nèi)徑0.152m �？諝夂捅槎康膹姆磻�(yīng)器底部引入進行燃燒，燃燒后產(chǎn)生的熱煙氣向上流動經(jīng)過生物質(zhì)下料口，從而提供生物質(zhì)熱解所需的熱量，通常熱煙氣流量和生物質(zhì)流量的比為4：1，入口煙氣溫度927℃，引射流反應(yīng)器內(nèi)的壓力是1個標準大氣壓，加工能力為57.2 Kg h，生物油的產(chǎn)率能達到60%[14]，其工藝流程見圖1-1。

圖1-2 NREL的渦流燒蝕反應(yīng)器3. 荷蘭吞特大學(xué)旋轉(zhuǎn)錐反應(yīng)器該反應(yīng)器的加工能力可以達到 10 Kgh,生物油的最高產(chǎn)率可達到生物質(zhì)無灰干重的 70 %，后來在UNDP 的資助下設(shè)計并開發(fā)了一套加工能力為 50 Kgh的旋轉(zhuǎn)錐反應(yīng)器生物質(zhì)閃速熱解實驗設(shè)備[16]，工藝流程如圖1-3。
【學(xué)位授予單位】：青島理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：X757;TK6

【參考文獻】

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本文編號：2681309