国外研究进展外国的生物质热解技术最初的研究主要集中在欧洲和北美。20世纪90年开始蓬勃发展,随着试验规模大小的反应装置逐步完善,示范性和商业化运行的热解装置也被不断地开发和建造。欧洲一些著名的实验室和研究所开发出了许多重要的热解技术,20世纪90年代欧共体JOULE计划中生物质生产能源项目内很多课题的启动就显示了欧盟对于生物质热解技术的重视程度。
但较有影响力的成果多在北美涌现,如加拿大的Castle Capital有限公司将BBC公司开发的10Kg/h~25Kg/h的橡胶热烧蚀反应器放大后,建造了1500Kg/h~2000 kg/h规模的固体废物热烧蚀裂解反应器,之后,英国Aston大学、美国可再生能源实验室、法国的NanCy大学及荷兰的Twente大学也相继开发了这种装置。 35545
荷兰Twente大学反应器工程组及生物质技术(BTG)集团研制开发了旋转锥热裂解反应器,由于工艺先进、设备体积小、结构紧凑,得到了广泛的研究和应用;Hamberg木材化学研究所对混合式反应器鼓泡床技术进行了改进和发展,成功地采用静电扑捉和冷凝器联用的方式,非常有效地分离了气体中的可凝性烟雾。ENSYN基于循环流化床的原理在意大利开发和建造了闪速热解装置(RTP),还有一些小型的实验装置也相继在各研究所安装调试。 论文网
传统的热解技术不适合湿生物质的热转化。针对这个问题,欧洲很多国家己开始研究新的热解技术,这就是Hydro Thermal Upgrading(HTU)。将湿木片或生物质溶于水中,在一个高压容器中,经过15min(200℃,300bar)软化,成为糊状,然后进入另一反应器(330℃,200bar)液化5~15min。经脱羧作用,移去氧,产生30%CO2、50%生物油,仅含10%~15%的氧。荷兰Shell公司证明:通过催化,可获得高质量的汽油和粗汽油。这项技术可产生优质油(氧含量比裂解油低),且生物质不需干燥,直接使用。
国内研究进展
广州能源研究所生物质能研究中心,目前研究方向重点为生物质热化学转化过程的机理及热化学利用技术。其研究内容为:
(1)高能环境下的热解机理研究:等离子体热解气化、超临界热解等;
(2)气化新工艺研究:高温气化、富氧气化、水蒸汽气化等;
(3)气化技术系统集成及应用:新型气化装置、气化发电系统等;
(4)生物质气化燃烧与直接燃烧:气化燃烧技术、热解燃烧技术、直接燃烧等。
浙江大学着眼于流化床技术在生物质清洁能源规模化利用上显示出的巨大潜在优势,在上世纪末成功开发了以流化床技术为基础的生物质热裂解液化反应器,并在先期成功试验的基础上,针对已有的生物质热裂解液化工艺中能源利用率不高以及液体产物不分级等缺点,采用独特的设计方案研发了生物质整合式热裂解分级制取液体燃料装置,得出了各运行参数对生物质热解产物的得率及组成的影响程度,适合规模化制取代用液体燃料。目前正在开展深层技术和扩展应用的研究。
东北林业大学生物质能研究中心研究方向: 转锥式生物质闪速热解液化装置。经过一系列的调试、实验和改进后,现已经探索出了一些基本的设计规则和经验。现阶段设备制造已完成,即将进入实验阶段,为今后设备改进及技术推广打好坚实的基础。
另外在快速热裂解研究上,沈阳农业大学在联合国粮农组织(FTO)的协助下,从荷兰的BTG集团引入一套50 kg/h旋转锥闪速热解装置并进行了相关实验研究;上海理工大学、华东理工大学、浙江大学、中国科学院广州能源研究所、清华大学、哈尔滨工业大学和山东理工大学等单位也开展了相关实验研究,目前正在开展深层技术和扩展应用的研究。在现在技术的支持下,用于商业运行的只有输运床和循环流化床系统。
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