生物质热裂解主要工艺比较最高温度/℃工艺类型滞留期升温速率主要产物慢速热裂解炭炭化400数小时-数天非常低600低常规5-30min气、油、快速热裂解较高快速650油0.5-5s高<1s<650油闪速 (液体)高气<1s>650闪速 (气体)气<0.5s非常高1000极快速中400真空2-30s油反应性热裂解高<10s500油加氢热裂解
生物质热裂解主要工艺比较 工艺类型 滞留期 升温速率 最高温度/℃ 主要产物 慢速热裂解 炭化 数小时-数天 非常低 400 炭 常规 5-30min 低 600 气、油、炭 快速热裂解 快速 0.5-5s 较高 650 油 闪速(液体) <1s 高 <650 油 闪速(气体) <1s 高 >650 气 极快速 <0.5s 非常高 1000 气 真空 2-30s 中 400 油 反应性热裂解 加氢热裂解 <10s 高 500 油
高温热解:T>1000C,供热方式几乎都是直接加热主要用中温热解:T=600~700°C,如废轮在比较单一的废物的热解,按热解温度胎、废塑料热解油化低温热解:T<600°C。农业、林业和农业产品加工后的废物用来生产低硫低灰的炭,生产出的炭视其原料和加工的深度不同,可作不同等级的活性炭和水煤气原料
中温热解: T=600~700℃,主要用 在比较单一的废物的热解,如废轮 胎、废塑料热解油化 按 热 解 温 度 高温热解:T>1000℃,供热方式几 乎都是直接加热 低温热解: T< 600℃。农业、林业和 农业产品加工后的废物用来生产低硫 低灰的炭,生产出的炭视其原料和加 工的深度不同,可作不同等级的活性 炭和水煤气原料
生物质热解的主要影响因素S生物质材料种类、性质D热裂解温度①催化剂①压力D气相滞留期①升温速率①反应气氛
生物质热解的主要影响因素 Ø生物质材料种类、性质 Ø热裂解温度 Ø催化剂 Ø压力 Ø气相滞留期 Ø升温速率 Ø反应气氛
生物质热解液化主要装置对比生产工艺研发机构设备特点其特点是设备小巧,气相停留时向很短,可以防止热解基汽的二次裂流化床反AstonUniversity.NREL解,放率很高,并容易工业放大:但对原料题粒尺寸要求较小,这就RTI等应器大大增加了原料的加工成本,而且生产规模扩大时热放率较低。烧蚀反应NREL,Aston University该设备相对于典它系统可以用粒经为2-6.35mm的大题粒生物质作为原器BBC,CastleCapital料,但是生产的油中的氧含量比较高。循环流化床反应器设备小巧,气相停留时向毁,可防止热解基汽的二循环流化CRES,CPERI次裂解,该工艺的加热、传热速率及产油率较高,而且处理规模也较床反应器ENEL/Pasquali大。缺点是需要截气,对设备内的热截体及生物质进行流化。引射流反该设备的缺点是需要大量高温燃烧气,并产生大量低热值的不凝气GRTI,Egemin应器这个缺点造成此技术的发展前景不大。Twente University施转维式反应器采用反应器壁加热的方式,不用载气国生物油产率旋转锥反应器BTG/Schelde/Kara很高,达到物料的70%;缺点是生产规模小,能耗较高。输送床反虽然可以解决热量转化向题,但是不易于大型化使用,而且还有焦渣ENSYN应器磨损设备的向题。其优点是热解基汽停留时向很短,减少了二次裂解,但反应器要有真空移动Laval University/Pyrovac常好的真空度,这就对真空泵和密封材料提高了要求,因此增大了制床反应器造成本和运行难度
生物质热解液化主要装置对比 生产工艺 研发机构 设备特点 流化床反 应器 Aston University, NREL, RTI等 其特点是设备小巧,气相停留时间很短,可以防止热解蒸汽的二次裂 解,效率很高,并容易工业放大;但对原料颗粒尺寸要求较小,这就 大大增加了原料的加工成本,而且生产规模扩大时热效率较低。 烧蚀反应 器 NREL, Aston University, BBC, Castle Capital 该设备相对于其它系统可以用粒径为2-6.35mm的大颗粒生物质作为原 料,但是生产的油中的氧含量比较高。 循环流化 床反应器 CRES, CPERI, ENEL/Pasquali 循环流化床反应器设备小巧,气相停留时间段,可防止热解蒸汽的二 次裂解,该工艺的加热、传热速率及产油率较高,而且处理规模也较 大。缺点是需要载气,对设备内的热载体及生物质进行流化。 引射流反 应器 GRTI, Egemin 该设备的缺点是需要大量高温燃烧气,并产生大量低热值的不凝气, 这个缺点造成此技术的发展前景不大。 旋转锥反 应器 Twente University, BTG/Schelde/Kara 旋转锥式反应器采用反应器壁加热的方式,不用载气,且生物油产率 很高,达到物料的70%;缺点是生产规模小,能耗较高。 输送床反 应器 ENSYN 虽然可以解决热量转化问题,但是不易于大型化使用,而且还有焦渣 磨损设备的问题。 真空移动 床反应器 Laval University/Pyrovac 其优点是热解蒸汽停留时间很短,减少了二次裂解,但反应器要有非 常好的真空度,这就对真空泵和密封材料提高了要求,因此增大了制 造成本和运行难度
研发进展生物质热解(液化)石20世纪80年代初,加拿2005年后,1995年左右,目前生物质大Waterloo大学开始了国外科研热解制油主流设备已经普以提高液体产率为目标机构开始遍完成研发。之后,随着的循环流化床研究,为加大力度试验规模的反应装置逐步现代快速、闪速裂解提研发生物完善化,欧美示范性和商供了基础,被公认为本业化运行的热裂解项目不油的深加领域中最广泛深入的研工技术。断开发和建造。究成果。1990199520002005198020101990年左右,2000年左右,近期,中国一欧美一些国家中国各科研机些科研机构也开始建设速热构纷纷开始对开始研发生物解示范性工厂生物质热解设油的深加工技术。或试验台。备的研发
生物质热解(液化)研发进展 1980 1990 1995 2000 2005 2010 20世纪80年代初,加拿 大Waterloo大学开始了 以提高液体产率为目标 的循环流化床研究,为 现代快速、闪速裂解提 供了基础,被公认为本 领域中最广泛深入的研 究成果。 1990年左右, 欧美一些国家 开始建设速热 解示范性工厂 或试验台。 1995年左右,目前生物质 热解制油主流设备已经普 遍完成研发。之后,随着 试验规模的反应装置逐步 完善化,欧美示范性和商 业化运行的热裂解项目不 断开发和建造。 2000年左右, 中国各科研机 构纷纷开始对 生物质热解设 备的研发。 2005年后, 国外科研 机构开始 加大力度 研发生物 油的深加 工技术。 近期,中国一 些科研机构也 开始研发生物 油的深加工技 术