生物质微波热解制气研究进展( 二 )


黎静等对微波场下油砂和木屑的共热解过程开展了相关研究 , 共热解过程中得到的液相产物收率表现出负协同效应 , 而气体产物收率则表现出正协同效应 。
Zhou等研究了微波辅助下红木废料和纺织染色污泥共热解过程中热解温度和原料混合比对产物组分和产量的影响 , 温度和红木废料比例的提升能够有效抑制生物炭及焦油等物质的产生 , 有利于气体产率的显著增加 。新型微波热解工艺技术研究
近年来 , 一些专家结合生物质原料预处理、有氧辅助以及系统优化送料等技术对生物质微波热解制气进行了探索研究 。
张理等研究了水洗、烘焙和水洗-烘焙联合预处理技术对稻壳微波热解产物特性的影响 , 发现烘焙和联合预处理技术均能提高稻壳微波热解气体产物的品质 。
赵振伟等指出 , 经烘焙处理的生物质原料可明显促进热解气化反应过程 , 产气中可燃气体组分含量、产气产量以及热值均能得到较大提升 。
曲磊等发现不同烘焙方式对棉秆品质的影响主要表现在240℃以下 , 其中微波烘焙的提质效果较好;当烘焙温度超过240℃时 , 烘焙温度的影响更加显著 。
王鑫等深入研究了微波氧化热解落叶松的产物产出规律及产物特性 , 表明在有氧辅助微波热解过程中合理控制氧的引入量对于平衡燃气产率与燃气热值至关重要 。
吴爽等比较了大型海藻角叉菜在有氧、无氧、金属氧化物等条件下的微波热解制气性能 , 发现以Fe0.6Cu0.2Ti0.2作为氧载体与角叉菜发生异相氧化热解反应时 , 热解气体产率、燃气产率及燃气组分均有明显提高 。
Zhou等研发了一款连续微波辅助热解(CMAP)系统 , 以木屑作为生物质原料 , 得出在800℃的处理温度下 , CMAP系统的气体产率和低位热值远优于传统制气方式 。
生物质微波热解制气研究进展
文章图片

文章图片

连续微波辅助热解系统
Luo等探讨了连续微波热解(CMP)的能量转化机理和高效热解机制 , 表明连续微波热解性能的提升主要是由于生物质的连续输入促进后续原料被瞬间加热到高温 , 同时螺旋机的输送和混合功能也增加了原料与热解产物之间的传质和传热 , 促进了二次重整反应 , 减少了热能损失 。
焦油的转化与脱除
焦油是一种大分子黏性液体 , 往往容易造成管路堵塞、设备腐蚀和催化剂失活等不利影响 , 同时还会降低生物质整体转化率 。焦油模型的选取
生物质热解(气化)生成的焦油成分以甲苯、萘、苯酚等物质为主 , 而本身重质成分含量相对较少 。
基于真实热解焦油成分的复杂性和现有实验条件的局限性 , 多数研究人员仅以苯、甲苯或萘等单一组分(简单混合组分)作为焦油模型化合物对其进行研究 。
要想全面深入了解实际生物质焦油组分、分布以及不同组分之间相互作用等因素对焦油转化率、裂解气收率、裂解气组成等指标的影响规律 , 后续的研究中还应加强对真实焦油样品而非模型化合物的实验研究 。常规焦油转化与脱除技术
目前 , 把生物质热解过程中产生的焦油进行二次裂解或重整为燃气被认为是解决此类问题最有效的方法 。
温度控制法旨在通过营造高温环境 , 使热解过程中产生的焦油发生深度裂化进而转为分子质量较小的燃料气体 , 在生物质焦油的脱除和转化中已得到广泛研究 。Chen等发现 , 在微波和常规加热过程中 , 焦油的裂解效率随着温度的升高而增大 , 且微波加热方式的效果总是优于常规方式 。