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摘 要

能源问题与环境污染问题日益被人们所关注，因此寻找新的环保无污染新能源已迫在眉睫。生物质能因其储存量大，环保无污染而广受关注。生物质能够被快速热解，继而产出具有高能量、易存储与运输的生物油，能够给人民的日常作息供应必需的能源。

本课题旨在对生物质热解制取生物油的工艺条件的研究，首先通过分析生物质快速热解装置及其热解原理，以此来了解整个实验的流程，明确在实验过程中所涉及到的实验器材，了解选用器材的原因和目的。然后通过对木屑进行控制变量法来测定其最优工艺条件，结果表明：当热解温度在540 ℃、进料速度在1 kg/h、颗粒粒径在1.6~2.5 mm、并且持续通入氮气的条件下，生物油的产出达到最大值36 %。最后总结了生物质快速热解制取生物油的影响因素，以及提出了改进方案。

关键词：生物质 快速热解 工艺条件分析 生物油

Study on process conditions of biomass pyrolysis for bio-oil production

ABSTRACT

The problem of energy and environmental pollution is increasingly concerned by people, so it is urgent to find new environmental pollution free new energy, which is widely concerned because of its large storage capacity and no pollution. Biomass can be converted to high energy ratio, easy storage and transportation of bio-oil by fast pyrolysis, which provides the necessary energy for the people's life.

This topic is aimed at the process conditions of biomass pyrolysis to produce bio-oil. First of all, through the analysis of biomass pyrolysis device and its pyrolysis principle, so as to understand the experimental process, determine the experimental equipment and analysis of its advantages. And then through the wood chip to control variable method to determine the optimal process conditions,the results showed that: in the pyrolysis temperature for 540 ℃, the feed speed of 1 kg / h, particle size 1.6~2.5 mm, and continued into the nitrogen conditions, the bio-oil yield up to a maximum of 36%. Finally summarizes the influence factors of preparation of bio-oil from biomass pyrolysis, and put forward the improvement scheme.

Key Words：biomass；Fast pyrolysis；Process condition analysis；Bio-oil

目 录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1 前言 1

1.2 生物质及其优点 1

1.3 生物质热解液化技术 1

1.3.1 加压液化 1

1.3.2热解液化 2

1.4 生物质热解产物组成的影响因素 2

1.4.1温度对生物油产率的影响 3

1.4.2 停留时间对生物油产率的影响 3

1.4.3 升温速率对生物油产率的影响 3

1.4.4 催化剂对生物油产率的影响 3

1.4.5 生物质粒径对生物油产率的影响 4

1.4.6 不同生物质对产油率的影响 4

1.5 选题背景及意义 5

1.6 本课题的研究内容 6

第二章 生物质热解装置和热解原理 7

2.1 生物质热解流程简介 7

2.1.1 管式炉快速热解生物质系统 7

2.1.2管式炉快速热解生物质的过程 7

2.2进料系统——螺旋进料器 8

2.3反应系统——管式炉 9

2.4 气固分离系统——旋风分离器 10

2.4.1 旋风分离器原理 10

2.4.2 影响旋风分离器性能因素 11

2.5 冷凝与收集 13

2.5.1 热解气成分 13

2.5.2 热解气的冷却与冷凝 13

2.6 本章总结 14

第三章 影响生物油产率的因素分析 15

3.1 生物质原料分析 15

3.1.1生物质所含纤维素含量测定 15

3.1.2 生物质所含半纤维素含量测定 16

3.1.3 生物质所含木质素含量测定 16

3.1.4 灰分与固定碳的测定 17

3.2 生物质热结参数对产物分布以及产油率的影响 18

3.2.1热解温度对产物分布以及产油率的影响 18

3.2.3 进料速度对产物分布及产油率的影响 18

3.2.3 生物质颗粒粒径对产物分布及产油率的影响 19

3.2.4 是否通氮气对产物分布及产油率的影响 20

3.3 本章总结 21

第四章 结论与展望 22

4.1 结论 22

4.2 展望 22

参考文献 23

致谢 26

第一章 绪论

1.1 前言

随着世界经济的快速发展，各国对能源需求日益增长，以煤炭、石油、天然气等代表的，建立在传统工业基础上的化石能源已不能完全满足于人们的发展。另一方面，我国的石油等化石能源严重名依赖于外国进口，因此寻找新的能源代替传统的化石能源势在必行^[1]。

据不完全估计我国的生物质（biomass）年产资源不少于10×10⁸ t。但是生物质的运输十分困难，且若直接燃烧不仅浪费资源且污染空气。生物质液化技术技能缓解我国能源压力，又能较少直接焚烧秸秆带来的大气污染^[2]。

1.2 生物质及其优点

生物质是指光合作用产生的各种有机化合物，其中包括生物燃料（沼气和能源型作物）、有机工业废水、农林产品加工残余废弃物、城市废弃物和动物粪便等。

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