生物质低温热解炭化特性的实验研究_王秦超

生物质热解技术研究现状及其进展

能源研究与信息 第17卷第4期 Energy Research and Information Vol. 17 No. 4 2001 文章编号 1008－8857（2001）04－0210－07 生物质热解技术研究现状及其进展 李伍刚，李瑞阳，郁鸿凌，徐开义 （上海理工大学上海 200093）　 摘要生物质热解技术是把低能量密度生物质转化为高能量密度气、液、固产物的 一种新型生物质能利用技术。其中液体产物具有便于运输、储存等优点，可替代燃料 油用于发电、供暖系统以及可代替矿物油提炼某些重要的化学物质。介绍了国内外对 这一技术的各种研究及其进展，并简要介绍了上海理工大学独立研制开发的生物质闪 速液化实验装置。 关键词生物质热解；　生物油 中图法分类号 TK6文献标识码A 1 引言 能源是人类生存与发展的前提和基础，从远古时代原始人钻木取火到近代以蒸汽机为代表的工业革命，人类文明的每一跨越和进步都与所用能源种类及其利用方式紧密相连。目前人类赖以生存和进行经济建设的一次能源主要是矿物能源（煤、石油、天然气、核能等）。矿物能源的使用隐藏着两个严重问题，其一：根据目前的全球能耗量和矿物能源已探明的储量，煤、石油、天然气、核燃料可使用年限分别为220、40、60和260年[1]，从长远来看人类必将面临能源危机。其二：矿物能源对环境有巨大破坏作用，矿物能源燃烧产生大量CO2、SO x、NO x等气体。CO2属温室效应气体，会造成全球变暖及臭氧层破坏。NO x、SO x等有害气体会直接对环境、设备和人体健康构成危害。故此，作为有重要长远意义和战略意义的技术储备，寻求清洁的可再生能源及其利用技术，已成为全球有识之士的共识，受到各国政府和研究机构的广泛关注。 生物质是一种清洁的可再生能源，生物质快速热解技术是生物质利用的重要途径，所谓热解就是利用热能打断大分子量有机物、碳氢化合物的分子键，使之转变为含碳原子数目较少的低分子量物质的过程。生物质热解是生物质在完全缺氧条件下，产生液体（生物油）、气体（可燃气）、固体（焦碳）三种产物的生物质热降解过程。 收稿日期：2001－6－10 基金项目：上海市重点学科建设资助项目 作者简介：李伍刚（1974－），男，上海理工大学热能工程专业硕士研究生。

煤粉热解特性实验研究

第28卷第26期中国电机工程学报V ol.28 No.26 Sep.15, 2008 2008年9月15日 Proceedings of the CSEE ?2008 Chin.Soc.for Elec.Eng. 53 文章编号：0258-8013 (2008) 26-0053-06 中图分类号：TQ 530文献标识码：A 学科分类号：470?10 煤粉热解特性实验研究 魏砾宏1，李润东1，李爱民1，李延吉1，姜秀民2 (1．沈阳航空工业学院清洁能源与环境工程研究所，辽宁省沈阳市 110034； 2．上海交通大学机械与动力工程学院，上海市闵行区 200240) Thermogravimetric Analysis on the Pyrolysis Characteristics of Pulverized Coal WEI Li-hong1, LI Run-dong1, LI Ai-min1, LI Yan-ji1, JIANG Xiu-min2 (1. Institute of Clean energy and Environmental Engineering, Shenyang Institute of Aeronautical Engineering, Shenyang 110034, Liaoning Province China; 2. School of Mechanical Engineering, Shanghai Jiaotong University, Minhang District, Shanghai 200240, China) ABSTRACT: The pyrolysis characteristics of different particle size Hegang(HG) and Zhungaer(ZGE) coal were investigated by non-isothermal thermogravimetry in high purity argon. The results show that there are four stages (dehydration, holding, rapid weight-loss and slow weight-loss) during the non-isothermal weight loss process of different granularity coal powders, the differential thermo- gravimetry(DTG) curve has two weight loss peaks when temperatures lower than 1400℃. There was no differences in the weight-loss characteristics of various samples at the temperature below 400℃. For the pyrolysis characteristics of HG coal with rising heating-up rate , the initial release temperature decreases, the maximum weight loss rate and pyrolysis index D increase. Therefore the heating-up rate increase is favorable to improving pyrolysis characteristics of pulverized coal. In addition, comparison between similar particle size HG and ZGF coal at 10℃/min heating rate shows that the pyrolytic characteristics of HG coal with high ash and similar volatile is better than ZGE coal. KEY WORDS: pulverized coal; pyrolysis characteristics; particle size; thermogravimetric analysis 摘要：利用热天平，以高纯氩气为气氛气体，研究了细化鹤岗煤和准噶尔煤的热解特性。实验结果表明，不同粒度的细化和超细煤粉的热失重过程可以分为4个阶段，在1400℃之前热失重微分曲线有2个失重峰。室温~400℃，各样品的失重特性无明显区别。400~980℃，粒度对煤粉失重速率间存在较好规律性。升温速率对鹤岗细煤粉热解特性的影响表现在，随着升温速率的提高，挥发分的初析温度降低；热 基金项目：国家高技术研究发展计划基金项目(2002AA527051)；辽宁省教育厅A类计划项目(2004D079)。 The National High Technology Research and Development of China (863 Programme)(2002AA527051)．解最大失重速率增大，达到最大失重速率的温度升高，煤粉的热解特性指数D值增大，即升温速率的增加有利于细煤粉的热解。此外，在10℃/min加热条件下，对比了平均粒径基本相同的鹤岗煤和准噶尔煤的热解特性，发现挥发分含量接近，而灰分含量较高的鹤岗煤的热解特性明显优于准噶尔煤。 关键词：煤粉；热解特性；颗粒粒度；热分析 0 引言 煤的热解作为煤燃烧过程中的一个重要的初始过程，对煤粉着火有极大的影响，也影响到燃烧的稳定性及后期的燃尽问题。由于煤本身具有复杂性、多样性和不均一性，因此影响煤热解的因素繁多，如煤阶[1]、矿物成分和含量[2]、粒径[3-4]、升温速率[5]、温度[6-7]、停留时间[5]、压力[8-9]、煤的显微组分[10]、气氛[11]等。超细煤粉燃烧技术是目前一种重要的有效控制NO x排放的燃烧技术(在电站煤粉锅炉燃烧方面，将超细化煤粉定义为20μm以下的煤粉[12])，美国2000年清洁煤技术项目中将超细煤粉再燃作为降低燃煤NO x排放的主要技术之一。本文采用非等温热重分析方法，研究了粒度、升温速率和煤种对细化和超细化煤粉的热解特性的影响，由微分热重曲线计算热解反应动力学参数。 1 实验部分 1.1 样品的选取和制备 实验采用鹤岗(HG)，准噶尔(ZGE)煤，经过碾磨，不进行筛分制成细化和超细化煤粉，原煤的煤质分析数据见表1。

生活垃圾热解焚烧处置处置技术方案

生活垃圾焚烧热解处理系统 （3吨/天） 1处理系统工艺流程设计 1.1基本设计说明 1、处理对象：城镇生活垃圾； 2、处理规模：3吨/日； 3、每日运行时间：12小时； 4、年运行工作时间：330天； 5、物料特性：生活垃圾，筛选后垃圾热值可达到～1500Kcal/kg； 6、炉型：立式热解炉； 7、废物低位热值（设计值）：1500kcal/kg； 8、焚烧系统主要技术参数：

10、进料方式：机械； 11、出渣方式：螺旋出渣； 12、烟气净化处理方式：热交换器+活性炭/消石灰喷粉装置+布袋除尘组合式； 13、噪音：距设备1.5米处，噪音不超过85分贝，厂界外的噪音不超过65分贝，对噪音产生源设置噪音隔离罩，使噪音达到要求； 14、占地面积：20米×40米； 15、垃圾焚烧处置达到《生活垃圾焚烧控制标准》（GB18485-2001）。 1.2处理系统组成 生活垃圾热解气化焚烧处理系统主要由:（1）生活垃圾储存间(2)机械进料系统(3)热解气化焚烧系统(4)换热系统（热交换器）（5）烟气除酸及净化排放系统(6)供风、排风系统(7)辅助燃烧系统(8)供水系统(9)自动控制(10)应急处理、安全防爆系统(11)工艺管道及检修平台等辅助设备(12)排渣等部分组成。

1.3处理系统工艺流程说明 经筛选后的生活垃圾运至垃圾焚烧车间内，经筛选后卸入垃圾储存间暂存。当运行时，打开炉门，储存间内的垃圾采用机械方式送入热解气化炉内，一次进垃圾3吨，关闭炉门，点火进行热解焚烧。 在热解炉底部鼓入小于理论空气量的空气（0.65～0.75），垃圾废物中长链的有机化合物成份在缺氧的环境中迅速裂解成短链的可燃气体（碳氢化合物、一氧化碳、氢气等），热解可燃气体通过换热器降温至约50℃，脱除气体大部分水分，又通过换热器升温，而后进入二燃室和过量空气充分混合进行高温过氧充分燃烧，烟气在二燃室停留时间2s以上，使烟气里的有毒有害物质的分子结构被彻底分解，分解效率超过99.9%。垃圾热解焚烧结束后，打开炉门，冷却炉渣，待冷却后螺旋出渣。 在二燃室充分燃烧的高温烟气通过热交换器换热，热能用于提升热解气（脱除水分后温度在50℃左右）使烟气降温至180℃左右，以满足后段布袋除尘器工作温度要求。同时，在烟气管道内喷入活性炭粉和消石灰，去除酸性气体和烟尘，烟气经冷却除酸系统处理后，以进一步吸附二恶英、重金属等有害物质和脱除酸性气体，然后烟气进入布袋除尘器过滤除尘后，经过烟囱达标排放。 2处理系统工艺流程图 螺旋出渣热交换后排水

生物质与煤共热解特性研究

生物质与煤共热解特性研究 摘要：选取一种典型生物质样品（棉秆），并将生物质样品与煤分别以1:9、3:7、5:5的质量比混合。采用热重分析法，在相同升温速率下，对各样品进行热解实验，探讨了生物质与煤热解特性的差异以及它们共热解时生物质对煤热解过程的影响。研究表明，生物质与煤的热解特性差异很大：生物质热解温度低，热解速度快，而煤相对热解速度慢，热解温度高；在生物质与煤混合热解时，总体热解特性分阶段呈现生物质和煤的热解特征；随混煤中生物质比例的增加，热解温度降低，热解速度变快。 关键词：热重分析生物质煤热解共热解 随着人们越来越关注化石能源的使用对生态环境的不利影响，生物质能源的利用份额逐年上升[1]。但是，由于生物质分布分散、能量密度低、收集运输和预处理费用高、热值低、水分大、转化利用需要外热源等缺点[2]，使得单独利用生物质燃料的设备容量较小、投资费用较高、系统独立性差和效率低。为了使生物质在较短期内实现大规模有效利用，并具有商业竞争力，生物质与煤混合燃烧和转化技术在现阶段是一种低成本、大规模利用生物质能源的可选方案。 1 生物质能的转化 生物质的利用转化方式主要有直接燃烧、热化学转化和生物转化[3]。热化学转化是指高温下将生物质转化为其它形式能量的转化技术，包括气化(在气体介质氧气、空气或蒸汽参与的情况下对生物质进行部分氧化而转化成气体燃料的过程)、热解(在没有气体介质氧气、空气或蒸汽参与的情况下，单纯利用热使生物质中的有机物质等发生热分解从而脱除挥发性物质，常温下为液态或气态，并形成固态的半焦或焦炭的过程)和直接液化(在高温高压和催化剂作用下从生物质中提取液化石油等)；生物转化法是指生物质在微生物的发酵作用下产生沼气、酒精等能源产品。 固体生物质的热解及其进一步转化是开发利用生物质能的有效途径之一。在生物质热化学转化过程中，热解是一个重要的环节。生物质形态各异，组成多为木质素、纤维素等难降解有机物，与矿物燃料不同，因此生物质热解过程是一个复杂的过程，影响生物质热解的运行参数有终端温度、加热速率、压力和滞留时间等[4]。生物质的组成、结构等对热解也都有影响。研究生物质与煤共同作为燃料所具有的特性可为更广泛的利用生物质能提供参考依据。 2 试验 2.1 试验仪器及性能指标 采用美国Perkin-Elmer公司生产的热重－差热联用仪（TG/DTA），其性能指标如下：

热解炭化技术

热解炭化技术 美国：是最早开展城市生活垃圾热解处理的国家，早在1929年就对垃圾进行了高温热解的实验研究。1967年Kisser 和Friedmdii进行了均质有机废物高温热解的试验，随后进一步进行了对非均质废物（如城市生活垃圾）的高温热解的研究，结果显示垃圾热解产生的气体可以用作锅炉燃料。随后Hoffman和Fitz在实验室中使用一种干馏系统分解典型的城市生活垃圾，研究结果表明，高温分解产物包括气体、焦油及各种形式的固体残渣。同时还证明了高温分解一旦开始，它就能自动维持下去，因为反应产物可以作为加热热解系统的能源。 欧洲：建立了一些以垃圾中的纤维素物质（如木材、庭院废物、农业废物等）和合成高分子物质（如废塑料、废橡胶等）热解实验性装罝，其目的是将热解作为焚烧处理的辅助性手段。在欧洲，主要根据处理对象的祌类、反应器的类型和运行条件对热解处理系统进行分类，研究不同条件下产物的性质和组成，尤其重视各祌系统在运行上的特点和问题。 加拿大：热解技术研究主要围绕农业废弃物等生物质，特别是木材的气化进行的。加拿大政府于二十世纪70年代末期，开始了以利用大量存在的废弃生物质资源为目的的研

发计划，相继开展了利用回转窑、流化床对生物质进行气化和利用催化剂对木材高温液化的研究。 日本：对城市生活垃圾热解技术的研究是从1973年开始的，主要是为配合热解气化熔融技术而进行的，且新日铁的城市生活垃圾热解熔融技术在世界上最早实现工业化。1）实验室研究进展 经过科学家的不断摸索研究，热解工艺理论研究已初具规模。热解过程包含四个连续的热反应阶段。第一阶段为吸热脱水阶段，温度较低，析出结合水，聚合物开始裂解。第二阶段为挥发分大量析出阶段，一氧化碳出现最大生成速率，同时生成少量液体产品。前两阶段均为吸热反应。第三阶段为二次裂解阶段，是液体产物的主要生成阶段，气体产物可燃成分大量增加，释放大量的热。第四阶段固体产物焦结构固化、压缩，挥发物质减少，固定碳含量增加，同时生成氢和CO等。该阶段也是放热反应。已有研究显示，升温速率对液体产物影响不大，但对气体产物和固体产物的分布有较大影响，建议生物质热解的温度在350℃~600℃之间，固体产物焦炭的生产率在15~35%之间，流化床的应用较为广泛。 美国、欧洲：首先针对生物质的三种主要成分木质素、半纤维素、纤维素开展了热解机理研究（E. Sj?str?m, 1993;

生活垃圾低温热解能源化设计及实验研究

生活垃圾低温热解能源化设计及实验研究 发表时间：2019-04-24T14:40:08.577Z 来源：《中国电气工程学报》2019年第1期作者：王超a 张小辉a 王启民b 黄新章a 徐鹏c [导读] 生活垃圾低温热解装置包括热解炉、处理有害热解气的燃烧器、利用烟气余热加热给风的换热器、处理烟气异味的碳箱及处理燃烧尾气中有害气体的布袋除尘器。与现有技术相比，本文低温热气原理处理生活垃圾，在厌氧环境下，减少焚烧产生二噁英及其他有害气体，热解气经由燃烧器充分燃烧，燃烧温度达到1200℃，处理垃圾热解过程产生的有害气体及气化焦油。本实验具有控制热解有害气体产 生和处理有害气体的优势，充分利用余热，尾气排 沈阳工程学院 a.工程训练中心；b.能动学院；c.研究生学院 1.引言 随着经济的发展和人民生活质量的日益提高，城市生活垃圾的产出量成增长趋势，大量垃圾堆积成为城市发展的新问题，垃圾成山占用大量的土地，并且垃圾成分复杂多样，如果处理不当，对大气、水资源、土壤资源会造成严重的污染。为了应对日益增长的生活垃圾产出量，实现垃圾处理减量化、无害化、资源化，垃圾焚烧技术迅速发展，成为国际上科学研究的新热点。我国现有的焚烧垃圾装置就是一个焚烧炉，焚烧垃圾技术包括高温燃烧和低温燃烧，高温燃烧原理是使垃圾处理在1200～1300℃条件下进行，燃烧产生的烟气污染小，由于燃烧温度较高，垃圾燃烧的不稳定性，控制难，在国内现有条件下很难实现高温焚烧垃圾装置普及化；低温燃烧是指燃烧温度在350～500℃之间，发生条件容易控制，燃烧垃圾装置容易实现量化生产，由于我国城市生活垃圾含水量较高的特点，使得垃圾燃烧温度较低，并且燃烧时垃圾比较密实，在缺氧条件进行，垃圾燃烧不充分，会产生大量的黑烟及有害气体，给大气环境带来污染。 在现有技术条件下，低温热解技术更容易实现，城市堆积成山的垃圾，急需研究一种减害化、普及化的低温焚烧垃圾技术及装置。 2.解决方案 针对现有生活垃圾燃烧装置采用高温热解控制难、不稳定和燃烧产生大量的黑烟及有害气体，尾气排放达不到标准，污染环境等问题。为解决现有的技术问题，提出一种生活垃圾低温热解及热解气处理装置，减少有害气体的产生，产生焦油等有害气体可以进行高温焚烧处理。低温热解技术，热解温度控制在350～500℃之间，温度相对较低，热解条件容易控制，热解气采用燃烧器装置高温焚烧，高温处理热解气中的气化焦油等有害气体。 为解决上述技术问题，本试验实施技术方案如下：生活垃圾低温热解及热解气处理装置，包括热解炉、燃烧器部分、换热器部分、碳箱、除尘器，其特征在于所述热解炉内包括相通的配风室、垃圾处理室和烟气处理室，配风室和垃圾处理室中间为炉排，配风室通过圆周均布的六个通风孔给垃圾热解送风，排渣门位于配风室中间隔断密封，点火门在排渣门上方，位于垃圾处理室侧壁下方，垃圾处理室和烟气处理室相连通，侧壁均布对称热电偶测温孔，投料口位于炉体顶部中间，热解气通过烟气处理室排出进入燃烧器，燃烧器里面放置直径不同的燃烧球，小球直径由上往下逐层变小，燃料口位于燃烧器下方，气体燃料通过不同直径氧化铝小球缝隙在小球表层燃烧，高温处理热解气，高温尾气进入换热器，换热器连接带有调节阀的鼓风机，鼓风机把空气吹入换热器加热供给热解炉垃圾热解，冷却尾气进入碳箱吸附处理，排出进入除尘器过滤颗粒，在引风机的作用下排入大气。 图1. 活垃圾低温热解及热解气处理装置 生活垃圾低温热解及热解气处理装置包括热解炉（1）、燃烧器（2）、换热器（3）、碳箱（4）、除尘器（5），鼓风机（14）和引风机（15），所述热解炉（1）内设有垃圾处理室（7）、烟气处理室（6）、炉排（9）、点火门（10）、鼓风风道（11）、排渣门（12）和投料口（8），垃圾处理室（7）和烟气处理室（6）相连通，侧壁分层均布热电偶测温孔，炉排（9）处于垃圾处理室（7）和鼓风风道（11）中间，鼓风风道（11）单独封闭，风道内侧壁均布六个圆孔送风到炉排（9）下方供给垃圾燃烧，排渣门（12）位于鼓风风道（11）中间并进行封闭，点火门（10）位于排渣门（12）正上方，垃圾处理室（7）侧壁下方，投料口（8）位于热解炉（1）顶部中间，投料口（8）设计为内凹式环状结构，注水密封，烟气处理室（6）中烟气上升流经U管道进入燃烧器（2）下方进气口，燃烧器（2）内部放置不同直径的白色氧化铝小球（18），燃料进气管（17）为Y型结构，一端延伸至燃烧器（2）内部，一端连接到带有流量计的气泵上，另一端连接带有流量计的液化气瓶，燃料气体混合当量比为1:20（丙烷的体积：空气的体积），燃料气体透过不同直径氧化铝小球（18）缝隙到表面，在表层稳定燃烧，热解气在燃烧器（2）中高温焚烧，燃烧温度在1100～1200℃之间，高温使气体焦油及有害气体分解；高温尾气经管道进入换热器（3），换热器（3）内部放置两条垂直相交不相同的封闭管道，一条竖直放置走高温烟气；另一条环绕在竖直管道上走预热空气，供给垃圾处理室（7）充分热解；换热器（3）连接带有调节阀（13）的鼓风机（14），鼓风机（14）工作状态下，空气经换热器（3）预热进入到鼓风风道（11），高温尾气通过换热器（3）冷却从排气孔排出到碳箱（4），在活性炭的吸附作用下处理尾气中的异味；处理尾气进入到除尘器（5），尾气通过除尘器过滤悬浮颗粒；除尘器（5）连接带有调节阀（16）的引风机（15），在引风机（15）作用下，处理尾气排入大气中。

生物质热解技术

生物质压缩成型技术 1 压缩成型原理 生物质主要有纤维素、半纤维素和木质素组成。木质素为光合作用形成的天然聚合体，具有复杂的三维结构，属于高分子化合物，它在植物中的含量一般为15%~30%。木质素不是晶体，没有熔点但有软化点，当温度为70-110℃时开始软化，木质素有一定的黏度；在200-300℃呈熔融状、黏度高，此时施加一定的压力，增强分子间的内聚力，可将它与纤维素紧密粘接并与相邻颗粒互相黏结，使植物体变得致密均匀，体积大幅度减少，密度显著增加，当取消外部压力后，由于非弹性的纤维分子之间相互缠绕，一般不能恢复原来的结构和形状。在冷却以后强度增加，成为成型燃料。压缩时如果对生物质原料进行加热，有利于减少成型时的挤压力。 对于木质素含量较低的原料，在压缩成型过程中，可掺入少量的黏结剂，使成型燃料保持给定形状。当加入黏结剂时，原料颗粒表面会形成吸附层，颗粒之间产生引力，使生物质粒子之间形成连锁的结构。这种成型方法所需的压力较小，可供选择的黏结剂包括黏土、淀粉、糖蜜、植物油和造纸黑液等。 2 压缩成型生产工艺 压缩成型技术按生产工艺分为黏结成型、压缩颗粒燃料和热压缩成型工艺，可制成棒状、块状、颗粒状等各种成型燃料。 生物质—-干燥—-粉碎—-调湿—-成型—-冷却—-成型燃料 主要操作步骤如下： （1）干燥 生物质的含水率在20%-40%之间，一般通过滚筒干燥机进行烘干，将原料

的含水率降低至8%-10%。如果原料太干，压缩过程中颗粒表面的炭化和龟裂有可能会引起自燃；而原料水分过高时，加热过程中产生的水蒸气就不能顺利排出，会增加体积，降低机械强度。 （2）粉碎 木屑及稻壳等原料的粒度较小，经筛选后可直接使用。而秸秆类原料则需通过粉碎机进行粉碎处理，通常使用锤片式粉碎机，粉碎的粒度由成型燃料的尺寸和成型工艺所决定。 （3）调湿 加入一定量的水分后，可以使原料表面覆盖薄薄的一层液体，增加黏结力，便于压缩成型。 （4）成型 生物质通过压缩成型，一般不使用添加剂，此时木质素充当了黏合剂。生物质压缩成型的设备一般分为螺旋挤压式、活塞冲压式和换模滚压成型。 螺旋挤压机源于日本，是目前国内比较常见的技术，生产的成型燃料为棒状，直径50-70mm。将已经粉碎的生物质通过螺旋推进器连续不断推向锥形成型筒的前端，挤压成型。因为生产过程是连续进行的，所以成型燃料的质量比较均匀，外表面在挤压过程中发生炭化，容易点燃。但是，由于螺杆处在较高温度和压力下工作，螺杆与物料始终处于摩擦状态，导致压缩区螺纹的磨损非常严重。当螺杆磨损到一定程度，螺杆与出料筒失去尺寸配合，原料就无法完成成型。因此，压缩区螺纹的磨损决定了螺杆的使用寿命，螺杆使用寿命成为生物质压缩成型技术实用化决定性因素。对螺杆磨损，由于受工艺技术的制约，目前没有从根本上解决问题，平均寿命仅为60-80h。

(完整版)花生壳生物质热解特性研究毕业设计

毕业论文 学院：材料科学与工程学院 专业年级：08级高分子二班 题目：花生壳生物质热解特征研究 指导教师：杨素文博士 评阅教师： 2012年5月

摘要 生物质能是重要的可再生资源之一，而热解是未来最有前景的生物质利用方式之一。通过对生物质的热解动力学研究，可以获得热解反应动力学参数，对于判断热解反应机理和影响因素以及优化反应条件具有重要意义。利用热分析仪，在氮气气氛下，采用不同升温速率对花生壳热解行为进行了研究。通过热重分析实验了解生物质受热过程中的基本变化规律及其影响因素，结果表明，随升温速率的增大，达到最高热解速率时所对应的温度也越高，且升温速率越高热解越快，达到相同热解程度所需的时间越短。通过热重曲线研究花生壳的热解动力学，求出动力学参数。 关键词：生物质, 热解、热重分析，动力学 ABSTRACT Biomass energy is one of most important renewable energies. Paralysis is one of most promising methods of biomass utilization in the future. Study on biomass paralysis kinetics which can obtain paralysis kinetic parameters is of great important significance toward judging paralysis mechanism and influence factors and optimizing reaction

生活垃圾热解技术国内技术现状与发展趋势

生活垃圾热解技术国内技术现状与发展趋势 实验室研究现状 国内在生物质和生活垃圾热解方面的研究起步较晚。中国科技大学、沈阳农业大学、中国科学院、广州能源研究所、上海交通大学、山东理工大学等单位在热解方面都展开了很多研究。 沈阳农业大学从1993年起与荷兰合作，1995年从荷兰吞特大学生物质能技术集团引进一套旋转锥反应器，生物质进料量为50kg/h。1998年，在对流态化现象及流态化质量影响因素的深入研究后，设计并制造了一套小型流化床生物质热裂解装置，并以松木木屑为原料在流化床中进行了生物质热裂解的试验研究（牛卫生，2000）。 东北林业大学于近年完成设计制作了加工干生物质能力分别为50kg/h、200kg/h的两代转锥式生物质闪速热解装置，其中200kg/h的装置已通过了小试阶段。 山东理工大学于2002年设计制作了两代工业示范装置，加工能力分别为30kg/h，50kg/h（易维明，2003）。 我国生物质热解技术的研究情况参见表3（刘荣厚，2004；王黎明，2006；Bridgwater, 2012）。可以看出，国内对热解的研究以流化床为主。

表 1 国内实验室热解反应器应用 反应器类型主持研究机构规模/kg/h 文献发表时 间 流化床沈阳农业大学 1.0 2000 哈尔滨工业大学直径32mm，高度 600mm 1997 浙江大学 5.0 2002 广州能源研究 所 10 2001 上海理工大学 5.0 2001 华东理工大学 5.0 2002 山东理工大学50 2003 东南大学 1.0 / 中国科技大学650 / 旋转锥沈阳农业大学50 1997 上海理工大学10 2002 东北林业大学200 2005 回转窑浙江大学 4.5L/次2000 固定床浙江大学 直径75mm，高度 200mm 1999 热解釜浙江农业大学/ 1997

生物质高温热解,气、炭、油联产系统设备

生物质高温热解，气、炭、油联产系统设备 研发背景： 社会的发展带动了能源需求的增加，一次能源（煤、石油等）供应的压力与人类环保意识的增强，使可再生能源受到了国内外科学家的广泛关注。生物质具有分布广、可持续供应、转化方便等特点，十分适合我国国情，具有较好的应用前景。生物质高温热解，气、炭、油联供技术就是在这一背景下开发的，是生物质气化技术的升级换代产品。它是以生物质作原料，通过高温热解工艺，转化为优质可燃气体和生物质炭、木焦油、木醋液等四种产品。其中，生物质燃气可供农民炊事和工农业热源用气，生物质炭、木焦油、木醋液三种产品市场紧俏，销售前景良好。 产品优势： 1、技术性能优越，燃气热值高。该技术以高温热解工艺为中心，生产的燃气热值达到16MJ/m3（3800Kcal /m3），属中热值燃气，远远超过4.6MJ/m3的行业标准，是低热值气化技术无法比拟的；净化效率高，采用最新燃气净化技术，并对净化系统优化设计，使生物质燃气中杂质含量小于10mg/Nm3，大大低于50mg/Nm3的行业标准，达到了城市煤气的技术指标；功能广，适用性强，不但能生产生物质燃气供应工业和住户使用，而且其副产品生物质炭、木焦油、木醋液用途广，均是市场紧俏产品。 2、规模大、成本低。生物质气化集中供气技术供气规模为200-500户，供应规模越大时，其投资成本急剧增加，而效益不太明显，不能很好地应用于工程实际。采用生物质热解，气、炭、油联供技术，能够很好地解决这一问题，它的供气规模能达到千户级以上，另外本项技术生产的燃气热值高，贮气柜装置和管网材料投资大为减少，成本降低，可实现规模效益。 3、社会、经济及生态效益显著。由低热值气化设备的单一供气、公益性运作，升级为以生产产品为主的经济效益型运营，每个示范点每年可实现利润百万元以上，真正实现了农业增效，农民增收，有较好的社会效益、经济效益和生态效益，成为农村一个新的经济增长点。本项目的重点开发和大力推广，将推动生物质开发与利用技术的全面升级换代，对推进

医疗废物典型组分的热解特性研究

硕士学位论文 论文题目 医疗废物典型组分的热解特性研究 作者姓名苏鹏宇 指导教师岑可法教授 马增益副教授 学科(专业) 工程热物理 所在学院机械与能源工程学院 提交日期 2005年1月

Study on Pyrolysis Characteristics of Typical Components in Medical Waste Candidate: Su Pengyu Supervisor: Professor Cen Kefa Associate Professor Ma Zengyi Thermal Physics Engineering Clean Energy and Environmental Engineering Key Laboratory of Ministry of Education Institute of Thermal Power Engineering Zhejiang University, Hangzhou, China Jan.2005

学号 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得浙江大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：签字日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解浙江大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 （保密的学位论文在解密后适用本授权书） 学位论文作者签名：导师签名： 签字日期：年月日签字日期：年月日 学位论文作者毕业后去向： 工作单位：电话： 通讯地址：邮编：

生物质快速热解技术

生物质快速热解技术 摘要：生物质能源是可再生能源的重要组成部分，有丰富的资源和低污染的特点，它的开发与利用已成为2l世纪研究的重要课题。本文概述了生物质转化利用的方法，并重点阐述了生物质热化学转化法中的快速热解技术，同时综述了国内外快速热解反应器的现状，以度其产物——生物油的收集与特征分析，并提出了我国在快速热解研究方面应采取的有关措施。 生物质是地球上绿色植物通过光合作用获得的各种有机物质，它是以化学方式储存太阳能，也是以可再生形式储存在生物圈的碳。主要包括林业生物质、农业废弃物、水生植物、能源作物、城市垃圾、有机废水和人、畜粪便等。 据统计，世界每年生物质产量约l460亿吨，其中农村每年的生物质产量就有300亿吨，而生物质的利用却仅占世界能源消耗总量的l4％，发达国家占3％，发展中国家占35％，是继石油、煤炭、天然气等化石能源之后，当今全球第四大能源。但随着化石能源利用中产生诸如“酸雨”、“温室效应”等环境问题的日益突出，以及化石燃料本身可开采量的逐渐减少，生物质能源凭借其是一种环境友好型能源，及其利用中较低的SO、NO产出和CO净排放量为零等优点，引起了越来越多人的关注。 不言而喻，生物质能源将是未来可持续发展能源体系的重要组成部分，无论是从环境，还是从资源方面考虑，研究生物质能源的转化与利用都是一项迫在眉睫的重大课题。 1生物质转化利用方法 1.1生物法或称为微生物法 生物质(主要是农作物秸秆、粪便、有机废水等)在厌氧条件下发酵制得沼气，主要成分是甲烷；糖类、淀粉类原料水解发酵制取酒精。 1.2化学处理法 生物质中的半纤维素在酸l生条件下加热水解获得重要的化工原料糠醛；利用稻壳生产白炭黑等。 1.3热化学转化法 1.3.1热解生物质在隔绝或少量氧气的条件下，热解反应获得气体、固体、液体3类产品。近几十年来国外研究开发了快速热解技术，即生物质瞬间热解制取液体燃料油，其得率高达70％以上，是一种很有开发前景的生物质应用技术。 1.3.2液化分直接液化和间接液化两类，直接液化是生物质在高压设备中，添加适宜的催化剂，反应制得液化油，作为汽车用燃料，或者分离加工成化工用品，这是近年来生物质能利用研究的热点。间接液化是把生物质先气化成气体后，再进一步合成液体产品；或者把生物质中的纤维素、半纤维素水解，然后再发酵制取酒精。 1.3.3气化生物质在较高的温度(700—900℃)下，与气化剂(如空气、氧气或水蒸气)反应得到小分子可燃气体的过程。目前使用最广泛的是空气作气化剂，产生的气体主要作为燃料使用，可用于锅炉、民用炉灶、发电等场合，也可作为合成甲醇、氨的化工原料。气化技术在国外已实现大规模工业化，主要有气化发电技术，目前我国在此方面已基本完成中试与小规模生产，现正走向大型产业化生产阶段。 1.3.4直接燃烧生物质在充足氧气的环境下直接燃烧，把化学能转变为热能。近年来还出现了生物质固化成型技术，通过机械加压的方法将分散、无定形生物质转化为一定形状和密度的固体燃料，然后再燃烧。 热化学转化法可用图1表示：

干馏热解炭化炉

环保连续式生物质干馏热解炭化炉利用农林废弃物为原料，经干馏热解炭化，使原料中的碳、氢元素转化为氢气、甲烷、一氧化碳等混合可燃气体，同时产生木炭及副产品木醋液、木焦油，该项目的推广，不仅解决了燃料燃气问题而且可再生能源的开发应用具有深远意义。 能源短缺问题日渐严重，河南巩义三兄木炭机制造厂深知寻求和开发新能源，特别是可再生能源是当务之急，不断开发环保型生物质炭加工设备，这里着重介绍的是三兄牌“环保连续式生物质干馏热解炭化炉”。 环保连续式生物质干馏热解炭化炉就是利用富含木质素、纤维素、半纤维素的农林废弃物如秸秆、锯末、稻壳、果壳、椰壳、棕榈壳、树枝树皮、原木、薪棒等为原料，经干馏热解，使原料中的碳、氢元素转化为氢气、甲烷、一氧化碳等高热值的混合可燃气体，同时产生生物质炭及副产品木醋液、木焦油，生物质炭清洁无污染， 其反应机理为：原料在密闭容器内在缺氧状态下进行可控的还原反应，反应过程： 第一步脱水，脱出内水： 第二步脱甲基，反应温度到即可开始，温度升至开始放热反应： 第三步将钱过程生成的芳环化合物进行热解、脱氢、缩合、氢化等反应：

经过上述反应，使原料中的碳、氢、氧元素转化为氢气、甲烷、一氧化碳等混合可燃气体，这些反应没有十分明显的阶段性，许多反应是交叉进行的。可燃气体经过净化通过管道输送到燃烧器对炭化炉进行外加热，同时分离出来焦油、木焦油等副产品。整个生产过程中无污染烟气排放，极具环保性，达到国家环保要求。 三兄环保连续式生物质干馏热解炭化炉工艺设计 1、主要设备有：生物质气化炉、烟气净化分离装置、变频引风机、炭化炉、出炭机、进料机、控制系统 2、工艺流程 生物质炭 原料粉碎干燥气化炉炉气 生物质炭上料机净化 输送机冷却出炭机炭化炉可燃气冷却 烟气木焦油木醋液 3、工艺描述 （1）气化炉造气：将粒度为5-30mm的生物质原料投进气化炉引燃，炉气经一段喷淋、两段冷却之后，经引风机送至炭化炉前期升温使用，喷淋水、冷却水可循环利用。气化后生物质炭从炉底输出，集中存放销售。一般情况下此阶段原料的含水量在15%以下。 （2）进料：等炭化炉温度升到需要温度时，通过螺旋上料机把要炭化的生物质送入炭化炉。（3）热解：此工艺过程为关键过程，其温度、转速、频率等参数需要控制好，一般情况下，热解温度控制在左右，负压运行。 （4）净化冷凝：从热解炉出来的烟气中杂质多且呈酸性，温度达，经过冷却、净化、分离等一些列过程，得到纯净可燃气，同时把各种副产品分离出来。 （5）冷却出炭：炉内生物质经过热解生成的固态炭，从炉子底部流入冷却出炭机，经过冷却输出，装袋存放。 通过上述工艺设计实现 (1)生产的木炭含碳量达80%以上，可做工业或民用燃料，也可做成活性炭，含水量10%以下的生物质原料可产430公斤生物质炭； (2)1吨生物质燃料产气量2000Nm3，燃气热值1500kcal/Nm3；可燃气的主要成分

生活垃圾热裂解资源化利用技术

生活垃圾热裂解资源化利用技术

生活垃圾热裂解资源化利用技术 【光大环保能源（济南）有限公司张海元】 摘要：城市生活垃圾；资源化处理技术；热裂解；循环利用 关键词：生活垃圾热裂解资源化利用技术，集成了垃圾的直源化和转源化综合利用技术，首先将生活垃圾利用智能分选系统，将其分选出金属、玻璃、建材、塑料等可直接循环利用的原料，实现了垃圾的直源化循环利用，再将分选剩余的有机物采用低温加中温裂解技术的特殊工艺生产再生煤进行转源化利用，成功有效地解决了人类废弃物的零公害化处理，缓解了人们对能源资源的需求，杜绝了人类废弃物对土地的占用和对水土资源、大气资源环境的侵害，在铸就了人类社会可持续发展的价值的同时，更进一步科学环保地创造了可观的经济效益。 正文： 一、前言 中国每年生产将近2亿吨的城市生活垃圾，而这些城市生活垃圾是城市污染的主要来源之

手段也不很理想，如：卫生填埋法、好氧堆肥法、生物降解法等，这些方法在处理垃圾的同时，除了大量的浪费宝贵资源外，还大量耗费资金，不能完全达到理想的环保目标，更没有产生经济效益。面对日剧严重的垃圾围城，公众对垃圾焚烧的忧虑，中国急需符合我国国情的，低成本、实用的垃圾资源化处理技术。 二、生活垃圾热裂解资源化利用技术 2.1技术简介 生活垃圾热裂解资源化利用技术，集成了垃圾的直源化和转源化综合利用技术，首先将生活垃圾利用智能分选系统，将其分选出金属、玻璃、建材、塑料等可直接循环利用的原料，实现了垃圾的直源化循环利用；再将分选剩余的有机物采用低温加中温裂解技术的特殊工艺生产再生煤进行转源化利用。 生活垃圾热裂解资源化利用技术向世人宣告城市生活垃圾不再是困扰人类的废弃物，而是一座隐埋在城市中的宝藏,是可供进一步开发利用的庞大资源,今天的废物将会成为明天宝贵的资源。

生物质组分热解气化特性研究现状

生物质组分热解气化特性研究现状 摘要：为了提升生物质气化气热值，减少焦油产率，越来越多的研究者开始试图从生物质组分的角度对热解气化 特性进行探索.概述了碱金属、温度、压力、升温速率在热解气化过程中对生物质组分造成的影响，以及纤维素、半纤维素、木质素、萃取物和组分间相互作用对生物质热解气化过程造成的影响.提出了在二组分相互作用研究的基础上，应继续开展三组分相互作用的实验研究，以及生物质模化物和生物质原料化学结构差异对生物质原料热解气化特性的影响.此外，提出了采用单变量对照实验方法研究单变量的作用大小. 关键词：三组分；萃取物；相互作用 中图分类号：TK 6 文献标志码： A Abstract：In order to improve the heating value of the gaseous product and decrease the yield of tar from the pyrolysis and gasification of biomass，the pyrolysis and gasification characteristics of biomass components are investigated widely.The effects of the alkali，temperature，pressure，and heating rate on the pyrolysis and gasification are summarized.The effects of cellulose，hemicellulose，lignin and

the interactions between them on the gasification and pyrolysis are also discussed.Besides those，the effects of the interactions among three components，the difference among the biomass model compounds，and the chemical structure of the biomass on the gasification characteristics require some further investigations on the foundation of the two components experiments.At last，the single variable controlled experiments are proposed to study the effect of the single factor. Key words：three component；extract；interaction 生物质气化和热解是将生物质能源转换为高品位气体 燃料时使用的一种有效利用生物质能源的方式之一[1].但其 也存在着诸多问题，以生物质气化为例，主要有气化气低热值以及焦油等问题.气化气热值过低导致气化气成本上升，阻碍了气化技术的推广.提高热值的传统方法包括提高气化温 度和当量比（ER）、加入催化剂、改变物料特性[2].焦油对气化过程以及相关的设备和实验人员造成很大危害.去除焦油 的传统方法包括催化裂解、烘培、低温慢速热解处理等.催化裂解主要是在气化过程中加入镍基催化剂、白云石等，催化剂抑制焦油生成或使已生成的焦油再分解[3].此外，提高温度、改变ER也可促进焦油的分解. 近年来越来越多的研究者试图从生物质原料角度找出 提高气化气热值和去除焦油的方法，主要是从纤维素、半纤