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你知道济南微波生物质热解的技术原理吗?

来源:http://jinan.ankswb.com/news97833.html   发布时间:2019-7-8 14:17:00

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1、热解原理


从化学反应的角度看,微波生物质热解过程中经历复杂的热化学反应,包括分子键断裂,异构化和小分子聚合。 木材,林业废弃物和农作物废弃物的主要成分是纤维素,半纤维素和木质素。 热重分析表明纤维素在52℃开始热解。 随着温度的升高,微波生物质的热解反应速率加快。 当它达到350-370℃时,它分解成低分子产物,其热解过程为:


C6H10O5)N→nC6H10O5


C 6 H 10 O 5→H 2 O 2 CH 3 -CO-CHO


CH3-CO-CHO H2→CH3-CO-CH2OH


CH3-CO-CH2OH H2→CH3-CHOH-CH2H2O


半纤维素结构具有分支,其是木材中最不稳定的组分。 它在225-325℃分解,比纤维素更容易分解。 其热解机理类似于纤维素[2]。


从材料迁移和能量转移的角度对其进行了分析。 在生物质热解过程中,首先将热量传递到颗粒表面,然后从表面转移到颗粒内部。 热解过程从外部进行到内部,并且生物质颗粒的加热颗粒快速裂化成木炭和挥发物。 其中,挥发性物质由可冷凝气体和不可冷凝气体组成,可冷凝气体快速冷凝得到生物油。 一个裂解反应产生生物质木炭,主要生物油和不可冷凝的气体。 多孔生物质颗粒内的挥发物将进一步裂解,形成不可冷凝的气体和热稳定的二级生物油。 同时,当挥发性气体离开生物颗粒时,它还会穿过周围的气相组分,在那里它进一步裂解和分解,称为二次裂化反应。 生物质热解过程最终形成生物油,不可冷凝的气体和生物质。


2、热解反应的基本过程


根据热解过程的温度变化和产物的形成,可以分为干燥阶段,预热解阶段,固体分解阶段和煅烧阶段。


1.2.1在干燥阶段(温度120-150°C),生物质中的水分蒸发,材料的化学成分几乎不变。

1.2.2预热解阶段(温度为150-275°C),材料的热反应明显,化学成分开始发生变化,生物质中不稳定的成分如半纤维素分解成二氧化碳,碳 一氧化碳和少量乙酸。 上述两个阶段都是吸热反应阶段。

1.2.3固态分解阶段(温度275~475°C),热解的主要阶段,物质有多种复杂的物理和化学反应,产生大量的分解产物。 所得液体产物含有乙酸,木焦油和甲醇(冷却后沉淀); 气体产品含有CO2,CO,CH4,H2等,可燃成分含量增加。 在这个阶段,释放出大量的热量。

1.2.4煅烧阶段(温度为450-500°C),生物质依靠外部供热来燃烧木炭,这减少了木炭中的挥发性物质,增加了固定碳含量,这是放热阶段。 事实上,上述四个阶段的界限难以明确划分,每个阶段的反应过程将相互交叉。


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