隨著能源消耗的不斷增長,化石能源日漸枯竭,生物質(zhì)熱解液化作為一種可再生能源的高效利用方式,應(yīng)用十分廣泛。熱解過程中,生物質(zhì)顆粒的形變收縮與生物油的產(chǎn)率及品質(zhì)有極大的關(guān)聯(lián)。因此,國內(nèi)外研究者對熱解過程中顆粒的形變予以了極大的關(guān)注。著重介紹了目前國內(nèi)外生物質(zhì)熱裂解顆粒收縮形變的研究進(jìn)展及其發(fā)展前景。 

【文章來源】：當(dāng)代化工. 2018,47(08)

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

生物質(zhì)能利用技術(shù)Fig.1Utilizationtechnologyofbiomassenergy

[13]。CFD流體模擬軟件也開發(fā)出了相應(yīng)的熱解模型用以模擬顆粒收縮，且其計算量小，易于模擬。2大顆粒生物質(zhì)熱解收縮Davidsson[14]等人采用邊長為5mm立方體樺木木質(zhì)顆粒為原料，在自行研發(fā)的反應(yīng)器中進(jìn)行快速熱裂解，測定不同溫度、不同時間下收縮率的變化。Davidsson等人隨后分析了最終的收縮率與隨時間變化的收縮率的變化曲線，將收縮分為軸向、徑向和切向三個方向進(jìn)行分析[15]，并建立了收縮量隨溫度變化的關(guān)系式[16]。2cs（1）cbTaT2（2）文章中給出最終收縮率與轉(zhuǎn)化率曲線見圖2，并在顯微鏡下觀察了木質(zhì)顆粒熱解后內(nèi)部孔隙結(jié)構(gòu)的改變。圖2最終收縮作為最終轉(zhuǎn)換率的軸向，切向和徑向方向和體積的函數(shù)Fig.2Finalshrinkageasafunctionoffinalconversion(1-finalmass/initialmass)forlongitudinal,tangentialandradialdirectionsandvolume由于纖維素是縱向排列的，因此纖維素斷鏈分解會首先影響軸向收縮，而徑向及切向的收縮則是

貝???018年8月由于半纖維素脫揮發(fā)分所致[17]。這與早期在低溫?zé)峤庀掠^察到的中間層的斷裂模式是相符的[18]。隨著原料轉(zhuǎn)化率的不斷增加，二次裂解所占的比重不斷上升。Bellais[19]等人將顆粒的收縮分別用三種模型表示：均勻收縮、殼向收縮及徑向收縮。文中證明了，熱解過程中均勻收縮減慢了熱解進(jìn)程，而殼向收縮以及徑向收縮則對熱解效果有增強(qiáng)作用[20]。收縮效應(yīng)僅對熱解溫度在600℃以上的生物質(zhì)木材顆粒顯現(xiàn)出顯著影響，升溫速率則不會對顆粒分徑向收縮產(chǎn)生明顯影響[21]。三種收縮模型見圖3。圖3計算不同收縮系數(shù)的圖示Fig.3DifferentschemesforcalculatingshrinkagecoefficientsColomba等[22]建立了以熱量傳遞與熱解反應(yīng)為基礎(chǔ)的描述顆粒熱解收縮的模型。此模型考慮了熱解過程中產(chǎn)生的焦油、不凝性氣體產(chǎn)物等對顆粒收縮的影響，用焦油產(chǎn)率來預(yù)測顆粒的收縮，并引入體積收縮因子來獲得描述體積改變與質(zhì)量損失的經(jīng)驗公式[23]。000swcwwwvMMvMM（3）式中：vs—固相體積，m3；vg—孔隙所占的體積，m3；wg—?dú)庀嗷旌衔锏钠骄肿淤|(zhì)量。Mathew[24]等人提出了一種生物質(zhì)顆粒熱解收縮建模的新方法，適用于粒徑在5m~2cm間、熱解溫度在800~2000K間的木質(zhì)顆粒。結(jié)果表明，對于Bi<0.2以及0.2<Bi<10的生物質(zhì)顆粒，熱收縮對于熱解時間和產(chǎn)物的收率的影響可以忽略不計；而對于Bi>10的生物質(zhì)顆粒，焦炭收縮對熱解時間的影響隨著溫度和粒度的增加而增加。收縮對熱解產(chǎn)生的影響更為復(fù)雜，焦炭厚度的降低減少了熱解氣體的停留時間，減少了次級反應(yīng)，但是隨著溫度升高，這個效應(yīng)被最小化，因為較高的溫度確保了生物質(zhì)被熱解后更完全地

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]生物質(zhì)熱解研究進(jìn)展[J]. 王偉文,吳國鑫,張自生.  當(dāng)代化工. 2017(11)

博士論文
[1]生物質(zhì)快速熱裂解制取生物油及其后續(xù)應(yīng)用研究[D]. 王琦.浙江大學(xué) 2008



本文編號：3321320