以麥飯石作為催化提質床料,在雙循環(huán)反應系統(tǒng)中進行了生物質快速熱解揮發(fā)分的催化提質實驗,考察了麥飯石提質床料、催化提質溫度和提質循環(huán)速率對生物質快速熱解產物的影響。和石英砂相比,麥飯石催化提質降低了焦油產率,但提高了焦油中輕質焦油的相對含量。同時,麥飯石促使生物油中的氧元素以H₂O、CO和CO₂的形式脫除,且主要以H₂O和CO的形式脫除,使焦油中烴類、酚類含量顯著增大,酸類、酮類物質含量顯著降低。催化提質溫度升高更有利于焦油中的氧以H₂O和CO形式脫除,焦油中烴類相對含量隨提質溫度升高而增加,而酸、酯、酮類含量降低。提高催化提質循環(huán)速率,焦油中輕質組分相對含量增加,但焦油中烴類、酚類相對含量均降低。在提質溫度520℃,提質循環(huán)速率5.5kg/h時,提質油品質較好,輕質焦油含量較高,酚類物質相對含量可達到46.37%。 

【文章來源】：化工進展. 2020,39(01)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

提質床料對焦油中CH2Cl2可溶物各組分的相對含量分布的影響

雙循環(huán)反應系統(tǒng)主要由三個反應器組成，即流化床快速熱解反應器、移動床提質反應器和提升管燃燒器。這三個反應器形成了兩個平行的循環(huán)回路，即熱解-燃燒循環(huán)和提質-燃燒循環(huán)。熱解-燃燒循環(huán)以小顆粒石英砂為床料，提質-燃燒循環(huán)以大顆粒麥飯石為床料，可以實現(xiàn)生物質快速熱解和熱解揮發(fā)分的催化提質與產氣凈化，熱解生成的半焦和提質后催化劑上的積碳在提升管燃燒器中燒掉，實現(xiàn)催化劑的再生。雙循環(huán)反應系統(tǒng)原理見圖1。雙循環(huán)反應系統(tǒng)實驗裝置如圖2所示。熱解器是一個鼓泡流化床，下部反應區(qū)內徑56mm，高80mm，上部反應區(qū)內徑98mm，高190mm。提質器是一個氣-固錯流徑向移動床，內徑28mm、外徑100mm、高250mm。燃燒器是一個快速流化床，內徑28mm，高2600mm。經(jīng)燃燒器再生后的循環(huán)熱載體進入顆粒分級器，通入分級氣使分級氣速高于細顆粒終端速度且低于粗顆粒終端速度，從而實現(xiàn)顆粒的高效分離。所有反應器均由310S不銹鋼制成，外部設有多個獨立控溫的加熱爐來補償熱損失，粗細顆粒的循環(huán)速率由兩個旋轉閥獨立控制[12]。

雙循環(huán)反應系統(tǒng)實驗裝置如圖2所示。熱解器是一個鼓泡流化床，下部反應區(qū)內徑56mm，高80mm，上部反應區(qū)內徑98mm，高190mm。提質器是一個氣-固錯流徑向移動床，內徑28mm、外徑100mm、高250mm。燃燒器是一個快速流化床，內徑28mm，高2600mm。經(jīng)燃燒器再生后的循環(huán)熱載體進入顆粒分級器，通入分級氣使分級氣速高于細顆粒終端速度且低于粗顆粒終端速度，從而實現(xiàn)顆粒的高效分離。所有反應器均由310S不銹鋼制成，外部設有多個獨立控溫的加熱爐來補償熱損失，粗細顆粒的循環(huán)速率由兩個旋轉閥獨立控制[12]。每次實驗前，將2.7kg細床料（粒徑為0.15～0.25mm）和4.5kg粗床料加入到裝置中。細床料循環(huán)速率為5.0kg/h，粗床料循環(huán)速率為5.5～6.7kg/h。開啟各個加熱爐進行加熱，調節(jié)熱載體旋轉閥以空氣作為提升氣和分級氣進行熱載體循環(huán)。待系統(tǒng)溫度達到設定溫度并趨于穩(wěn)定后，將流化空氣切換成N2，除盡熱解器中的空氣，然后開始進料。每次實驗加入約180～200g的生物質。產氣通過一個列管式循環(huán)水冷凝管和3個玻璃冷凝管（-10℃）冷卻后，再經(jīng)過5個裝有CH2Cl2的洗瓶（-10℃）。不凝氣經(jīng)過脫脂棉過濾，經(jīng)濕式流量計計量氣體產品總體積，產氣進一步通過硅膠干燥后用氣相色譜采樣分析，由此可得到產氣中各組分產率。反應結束后，裝置繼續(xù)運行1h燒掉半焦和積碳。待裝置冷卻后，用CH2Cl2溶劑清洗冷凝管和收集瓶，得到的所有液體過濾后，濾液靜置分層得到油相和水相油相減壓旋蒸除去CH2Cl2后得到CH2Cl2可溶物（Tar1）。水相用甲苯共沸法可測得熱解水的量，由水相質量和熱解水質量相減得到水溶有機物（Tar2）的質量。然后用四氫呋喃（THF）清洗CH2Cl2洗滌后的冷凝管和收集瓶，所得液體過濾后，減壓旋蒸除去THF溶劑得到瀝青質（Tar3）。焦油質量為CH2Cl2可溶物、水溶有機物和瀝青質質量之和，而液體質量為焦油和熱解水的質量之和。產物產率以干燥無灰基原料為基準。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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本文編號：3519574