论文总字数：22688字

摘 要

随着化石能源的不断枯竭，气候和生态环境的不断恶化，人们越来越重视新能源的开发与利用。生物质能以其清洁性、储量大和可再生的特点备受广泛关注和研究。生物质热解作为热化学技术的重要技术方向，具有广泛的应用前景。因此，利用生物质热解技术开发利用生物质能，对缓解我国能源危机和环境污染有着重要的意义。为此本文提出了生物质微粉霾化热解工艺，即将生物质微粉与水蒸气在反应器中混合形成“霾”，霾化后的生物质颗粒在反应器中受热分解。该工艺充分利用水蒸气对生物质热解的促进作用，提高生物质的热解效率，同时，细磨的生物质颗粒增加了反应过程中的传质传热面积，减少物料的停留时间，提高生物质油的产率。

本文设计了一套处理能力为500kg/h的生物质微粉霾化热解实验系统。本章对生物质霾化热解系统主要组成部分进行了设计计算。进料预热系统采用螺旋进料器和电加热方式，主反应器采用夹套是结构，加热方式为电加热，气固分离选用旋风分离器，冷凝器采用套管换热器，基于计算结果最后选用十段，每段换热内管长3.6m的套管换热器。

关键词：生物质 霾 快速热解 生物油

ABSTRACT

With the continuous depletion of fossil energy and the worsening of ecological environment and climate, people pay more and more attention to the development and utilization of new energy. As a kind of renewable energy source, biomass has been widely concerned with its characteristics of abundant resources and low pollution. As an important technology direction of thermal chemical technology, biomass pyrolysis has wide application prospect. Therefore, developing and utilizing biomass energy by biomass pyrolysis technology has important significance to relieve the energy crisis and environmental pollution in our country. In this paper, a process on biomass powder haze and pyrolysis was provided witch mixed biomass powder with water vapor in the reactor to form "haze", then the “haze” of biomass thermal decomposition in the reactor. This process makes full use of water vapor on biomass pyrolysis to improve the efficiency of biomass pyrolysis, at the same time, the fine grinding of biomass particle can increase the area of heat transfer and mass transfer, reduce the residence time of material, increase the biomass production rate of oil.

Based on the laboratory experiment, a set of experiment system with the capacity of 500kg/h wheat straw was designed. In this paper, the design and calculation of the main components of biomass haze pyrolysis system was been done. Feed preheating system adopted spiral feeder and electric heating mode, jacketed structure and electric heating were used in the main reactor, Gas-solid separation chose cyclone separator, condenser used casing heat exchanger, based on the calculation results ,condenser chose the heat exchange tube 10 segments and each 3.6 m long.

Key words: Biomass；Haze；Fast pyrolysis；Bio-oil

目录

摘 要 I

ABSTRACT II

目录 III

第一章 绪论 1

1.1研究背景和意义 1

1.2生物质及生物质能的概述 1

1.3生物质热解技术 2

1.3.1生物质热解机理 2

1.3.2生物质快速热解 3

1.3.3影响生物质热解过程及产物组成的因素。 4

1.3.4热解反应器 7

1.4生物油简介 9

1.5课题研究的主要内容 9

第二章 生物质微粉霾化热解过程 10

2.1生物质微粉霾化热解工艺流程图 10

2.2生物质微粉霾化热解的原理和工艺过程 10

2.2.1生物质霾化的机理 10

2.2.2生物质微分霾化热解的工艺流程 10

2.3本章小结 11

第三章 过程工艺计算及关键设备的结构设计 12

3.1热解炉 12

3.1.1热解炉功率 12

3.1.2热解炉的结构设计（反应炉体及夹套） 13

3.2雾化器 14

3.3生物油储罐 15

3.3.1筒体计算 15

3.3.2封头计算 16

3.4射流器 16

3.6冷凝器 19

3.6.1换热量计算 20

4.6.2传热面积计算 22

3.7本章小结 23

3.8经济评价 23

第四章 结论与展望 25

4.1结论 25

4.2展望 25

参考文献 26

致谢 30

第一章 绪论

1.1研究背景和意义

基于化石等能源的过度消耗、不断恶化的气候和环境等问题，目前亟需寻找到一种新能源^[1]。至今，生物质能的消耗量位居世界第四，生物质能是绿色植物在光合作用下进行一系列转化、最终储存下来的太阳能^[2]。其中资源丰富是生物质的重要特点之一，每年绿色植物固定的太阳能总量大约有3×10⁸kJ的能量，大约是现实消耗能源的10倍左右，这些生物质能的能量理论上可达到人类现实消耗能源总量的180～200倍^[3]。除了资源丰富的特点外，生物质还是可再生能源、洁净的低碳能源、分布广泛的资源、唯一可再生的碳源。生物质能能够直接燃烧、可以通过生化转化以及热化学等三种方法转化为固体炭、可燃性气体和热解生物油等高品位能源^[4]。

请支付后下载全文，论文总字数：22688字