生物质利用其他技术.ppt

生物质压缩成型的概念 生物质压缩成型是指将各类生物质废弃物，如锯末、稻壳、秸秆等，在一定的压力作用下（加热或不加热），使原来松散、细碎、无定形的生物质原料压缩成密度较大的棒状、粒状、块状等各种成型燃料。热值不变运输方便燃烧性能改善生物质压缩成型原理 n木质素，当温度为70110时软化具有粘性。当温度到达200300时成熔融状，粘性高。n生物质原料在受到一定的外部压力后，原料颗粒先后经历重新排列位置关系、颗粒机械变形和塑性流变等阶段，体积大幅度减小，密度显著增大。n成型温度达到木质素的软化点，则木质素就会发生塑性变形。n由于非弹性或粘弹性的纤维分子之间的相互缠绕和绞合，在去除外部压力后，一般不能再恢复原来的结构形状。主要影响因素n生物质种类 不加热时，木材难压缩，秸秆易压缩；加热时，木材易压缩，秸秆难压缩。n粒度和粒度分布n含水率 颗粒状成型燃料 15-25%；棒状，块状不大于10%。水分太高，影响给料，热传递；水分太低，影响木质素的软化点，能耗增加。n粘结剂 无机黏结剂：水泥，粘土和水玻璃 有机黏结剂：焦油，沥青，树脂和淀粉 纤维类黏结剂：废纸浆和水解木纤维等工业废弃物n成型压力 破坏原生物质的物相结构，组成新的物相结构；加强分子间的凝聚力，提高成型体的强度和刚度；为生物质在模具内成型提供动力。n加热温度 使生物质中的部分有机质软化形成黏结剂；使成型体外表面形成碳化层，易于出模；为生物质中的分子结构变化提供能量。生物质压缩成型的工艺类型n湿压成型工艺 纤维类原料常湿下浸泡，再压n热压成型工艺 活塞压力式成型技术 螺旋挤压技术 压辊式成型机 n碳化成型工艺生物质液化n生物质液化是通过热化学或生物化学方法将生物质部分或全部转化为液体燃料液体燃料。n生物质液化又可分为生物化学法生物化学法和热化学法热化学法。n生物化学法主要是指采用水解、发酵等手段将生物质转化为燃料乙醇；n热化学法主要包括快速热解液化和加压催化液化等，主要产品为生物油。燃料乙醇的生产方法发酵法采用各种含糖（双糖）、淀粉（多糖）、纤维素（多缩已糖）的农发酵法采用各种含糖（双糖）、淀粉（多糖）、纤维素（多缩已糖）的农产品，农林业副产物及野生植物为原料，经过水解（即糖化）、发酵使双产品，农林业副产物及野生植物为原料，经过水解（即糖化）、发酵使双糖、多糖转化为单糖并进一步转化为乙醇。淀粉质在微生物作用下，水解糖、多糖转化为单糖并进一步转化为乙醇。淀粉质在微生物作用下，水解为葡萄糖，再进一步发酵生成乙醇。为葡萄糖，再进一步发酵生成乙醇。发酵法制酒精生产过程包括原料预发酵法制酒精生产过程包括原料预处理、蒸煮、糖化、发酵、蒸馏处理、蒸煮、糖化、发酵、蒸馏等处理。等处理。中国乙醇产业面临的问题燃料乙醇未来的发展方向n不与粮争地，不与人争粮n糖类和淀粉类原料生产乙醇的工艺已经十分成熟，但从能源的投入、产出分析，利用粮食类作物生产液体燃料是不经济的，利用纤维素制取燃料乙利用纤维素制取燃料乙醇醇是解决液体燃料的原料来源和低成本的主要途径之一。农林废弃物农林废弃物生物质热裂解液化的概念 n生物质热裂解是生物质在完全缺氧或有限氧供给的条件下热降解为液体生物油、可燃气体和固体生物质炭三个组成部分的过程。n生物质热裂解液化是在中温（500600）、高加热速率（104105/s）和极短气体停留时间(约2s)的条件下，将生物质直接热解，产物经快速冷却，可使中间液态产物分子在进一步断裂生成气体之前冷凝，得到高产量的生物质液体油。生物质液化的基本原理热裂解液化工艺流程 n干燥n粉碎 旋转锥所需生物质粒径小于200 m；流化床要小于2mm；传输床或循环流化床要小于6mm。n热裂解 n炭和灰的分离n气态生物油的冷却n生物油的收集影响热解液化的因素n加热速率n热解温度n滞留时间n压力n催化剂n原料粒径流化床反应器 循环流化床反应器 旋转锥反应器 烧蚀反应器 绞龙式反应器 绞龙式反应器原理图绞龙式反应器原理图 绞龙式反应器运行图绞龙式反应器运行图 携带床反应器 离心热解反应器 可移动式热解液化反应装置 秸秆热解液化生物油成分生物油的性质n含水率 生物油的含水率最大可以达到3045wt%，油品中的水分主要来自于物料所携带的表面水和热裂解过程中的脱水反应。水分有利于降低油的粘度提高油的稳定性，但降低了油的热值。nPH值 生物油的PH值较低，因为生物质中携带的有机酸，因而油的收集贮存装置最好是抗酸腐蚀的材料，比如：不锈钢或聚烯烃类化合物。酸性环境对于油的稳定是有益的。n密度 生物油的密度比水的密度大，大约1.2103kg/m3。n高位热值 25wt%含水率的生物油的热值为17MJ/kg，相当于40%同等质量的汽油或柴油。n粘度 生物油的粘度可在很大的范围内变化。室温下，最低为10-10000cp。n稳定性n生物油品质 生物油的应用