论文部分内容阅读
利用高温散体固体热载体与生物质颗粒之间的温差实现生物质的快速升温热解是一种新型工艺。利用该工艺原理,研发了以陶瓷球为固体热载体加热下降管式生物质快速热解液化反应装置。目前对下降管内生物质热解机理的研究较少。因此,对高升温速率条件下的生物质热解规律进行深入研究,进一步掌握下降管内生物质的热解机理,为今后的下降管式热裂解反应装置的设计与优化提供理论依据与指导。本文利用PIV技术在自行设计的下降管透明模拟实验装置上,对生物质粉和陶瓷球热载体两种散体颗粒混合流动规律进行实验研究,得出颗粒在反应器中的流动和速度分布规律,分析计算出生物质颗粒在下降管内总的停留时间为2.018s,生物质颗粒在下降管中流动的平均速度为0.793m/s。这为研究下降管内生物质热解动力学规律提供了基础。本文利用自主研发的固体热载体加热下降管式生物质快速热解液化反应装置,分别以玉米秸秆和稻壳两种生物质粉为原料,在热解温度分别为450℃、500℃、550℃,固体残炭收集距离分别为150mm、550mm、850mm、1150mm下进行了热解挥发实验,同时利用灰分示踪法测定生物质的热解挥发程度。假定下降管式生物质快速热解的动力学方程可用Arrhenius一级反应动力学模型,即公式描述。利用实验数据推导出模型的表观频率因子A以及表观活化能E/R,由此得到玉米秸秆和稻壳在下降管内的挥发特性方程：玉米秸秆稻壳：可见玉米秸秆和稻壳热解动力学模型中的表观频率因子和表观活化能的值不同。通过实验数据与模型计算的对比发现,实验值和模型的理论曲线趋势基本一致。