【摘 要】
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热解作为生物质的有效利用方法,受到了广泛的关注,掌握生物质热解过程中二次反应的影响机制对于生物质热解产物的定向调控具有重要意义。本文利用加压固定床反应器,开展了生物质加压热解实验,系统分析了不同热解条件下生物质挥发分在二次反应中的演化过程,并评估了二次反应对其副产物焦炭的燃烧反应性影响。本文首先应用加压固定床针对不同粒径（0.5～1、2～2.5和5～5.5 mm）生物质开展了加压热解研究,考察了不
【基金项目】
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重点研发计划课题“多工况有机固废高效协同气化技术基础”（2019YFC1906801）；
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热解作为生物质的有效利用方法,受到了广泛的关注,掌握生物质热解过程中二次反应的影响机制对于生物质热解产物的定向调控具有重要意义。本文利用加压固定床反应器,开展了生物质加压热解实验,系统分析了不同热解条件下生物质挥发分在二次反应中的演化过程,并评估了二次反应对其副产物焦炭的燃烧反应性影响。本文首先应用加压固定床针对不同粒径（0.5～1、2～2.5和5～5.5 mm）生物质开展了加压热解研究,考察了不同温度（350、500、650和800°C）和不同压力（1、3、5和8 bar）条件下二次反应对生物质热解过程的影响。结果表明,压力升高均增强了生物质颗粒内外挥发分的二次反应,促进热解油向热解焦及热解气转化;粒径的增大促进内二次反应从而有利于热解焦的形成。颗粒内二次反应会促进焦炭中芳香结构的生长,同时二次反应增强会导致热解油平均分子量降低,促进轻质酚类物质生成与糖类物质向小分子物质的转化。其次开展了生物质成型颗粒热解实验。成型生物质热解焦氧含量更高,挥发分在颗粒内部的重整不利于焦炭中芳香结构的生长。成型颗粒在低温下生成的CO与CO2比例较原木低,在高温下由于水煤气变换导致CO减少,更多CO2与H2生成;成型颗粒更强的内二次反应导致热解油分子量降低,并抑制了糖类物质的转化。最后开展了焦炭的燃烧反应性实验,结果表明由热解压力提高和粒径增大而引起的更强的二次反应增强均会导致燃烧反应性降低,原因主要是二次反应促进热解焦中芳香结构的生长与缩合,导致焦中活性位点减少。成型后制得的热解焦反应性更强,主要是由于成型颗粒抑制了一次焦炭的热解并促进了挥发分重整反应,焦中活性位点数增多而提高反应性。
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