基于不凝氣載熱的生物質(zhì)制油關(guān)鍵裝置設(shè)計研究.pdf

1、改革開放以來，我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展非常迅速，工業(yè)化步伐不斷加快，隨之而來的能源安全與環(huán)境污染問題也不斷惡化，目前，我國每年要從境外進(jìn)口石油2.82億噸，每年排放CO2高達(dá)100多億噸，居世界首位。同時，我國每年還產(chǎn)有大量各種農(nóng)業(yè)秸稈和林業(yè)廢棄物，扣除各種利用尚有約10億多噸，由于缺乏經(jīng)濟(jì)、高效的利用技術(shù)，多數(shù)被白白廢棄。
　　對生物質(zhì)進(jìn)行隔氧、中溫閃速裂解，制取可在一定層面和工業(yè)領(lǐng)域中替代石油產(chǎn)品的生物燃油清潔燃料，是當(dāng)前深度開發(fā)、利用農(nóng)

2、林廢棄物的最優(yōu)方法和途徑之一，日益受到人們的高度關(guān)注。然而，到目前為止的方法多是利用被加熱的固體熱載體在密閉隔氧的反應(yīng)器中對生物質(zhì)進(jìn)行高速傳熱來實現(xiàn)的，其弊病是熱載體對流經(jīng)的管道和裝置磨損過大;加熱和輸送熱載體裝置的高程較大導(dǎo)致整個裝置高度大、造價高;一定時間后熱載體本身的磨損和失效也是一個重要的成本因素。
　　針對上述問題，本論文提出了用生物質(zhì)快速裂解制油生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的不凝氣為熱載體的生物質(zhì)快速裂解制油方法，創(chuàng)新設(shè)計了全新的不

3、凝氣載熱型生物質(zhì)裂解反應(yīng)器，試圖通過該方法從根本上消除因使用固體熱載體產(chǎn)生的磨損問題，并實現(xiàn)顯著降低制油裝備的高度和造價的目標(biāo);運用特殊設(shè)計的火管式不凝氣加熱爐將足量的不凝氣加熱至生物質(zhì)中溫裂解溫度，然后將生物質(zhì)粉料和不凝氣熱載體一同導(dǎo)入反應(yīng)器，實現(xiàn)生物質(zhì)在氣體熱載體條件下的閃速裂解。論文對不凝氣載熱型生物質(zhì)裂解反應(yīng)器的設(shè)計理論和方法、火管式不凝氣加熱爐設(shè)計方法等進(jìn)行了系統(tǒng)的研究和分析，并采用FLUENT軟件對不凝氣載熱型生物質(zhì)裂解反應(yīng)

4、器內(nèi)流體的運動及其變化進(jìn)行了仿真研究。
　　研究結(jié)果表明，用被加熱的不凝氣取代固體熱載體的方法是可行的;基于氣體熱載體的不凝氣載熱型生物質(zhì)裂解反應(yīng)器是可以實現(xiàn)的;采用本文提供的方法和結(jié)果設(shè)計開發(fā)同等產(chǎn)能的生物質(zhì)制油裝置，與采用固體熱載體工藝的制油裝置相比，其裝備總高度可由28～30m降低到17m，相當(dāng)于高度降低約40％，可減少因裝置過高帶來的不安全性，也使裝備的檢修和維護(hù)更加方便。此外，研究中還發(fā)現(xiàn)隨著輸入物料顆粒尺寸的增大，反應(yīng)