常见的生物质能源热处理工艺

热处理法：

1) 热解法：

将预处理后生物质能源隔绝氧气，给予一定的热量（400℃）左右，使得生物质能源的分子键断开甚至重组，由此获得液体燃料（多为生物柴油）。

2) 气化法：

和煤的气化机理相似，将固体的生物质能变为合成气（syngas），主要成分为一氧化碳和氢气，这两种物质可用作发电。

3) 液化法：

通过气化产生的合成气，通过费托合成工艺，生产液体燃料。

4) 燃烧法：

传统的应用工艺，通常和煤混燃，灰量大。

热处理法生产生物燃料简介

热解：即将反应物在隔绝氧气的状态下进行分子链的断键反应，该反应温度通常处在300度以上650度以下，断键产物通常为甲烷、二氧化碳、一氧化碳、水蒸气、苯和苯酚还有氢气，在其中由于生物质本身性质的不同会产生一定的液体（热解油）和焦类物质（主要是生物质中PAH焦化形成）。由于生物质能细胞的基本特点，传热成为了一个限制热解效率很重要的因素。通常低速的热解给成焦提供了一个很好的条件，焦在这种情况下的产量是很高的。 而快速的热解，分子键分离快，成焦时间不够充裕使得生物油的产量占主导地位。工艺条件的调节需要根据实际需求来进行改动。

1.固定床热解器

固定床热解器的基本结构如图1所示，预处理后的生物质能源，随着运输器源源不断地流入热解器，值得注意的是热解器内部是隔绝氧气的而热解器的外面是一个燃烧炉，空气进入燃烧炉提供氧气，其燃料可以用燃气或是分配一些生成的热解气进入燃烧炉。

图1 热解器的具体构造

固定床热解器是较老的一种热解器的形式，热解器中有时会有生物焦油的产生，其产生率由热解速率决定。

2.流化床热解器

流化床热解器是另一种热解器的工作形式，反应器中被剧烈扰动的惰性颗粒，形成了相对静止的一种类似于液相的状态，气体进入反应装置携带的热量能将一定粒径的生物质能进行干燥和热解，这两步的完成时间是很短的，反应过后，热解器，焦油等会随着气流在上口排出，由于流化床层的扰动经过了一定的实验，床层颗粒不会被带出反应器。值得注意的是气流的过大或过小都会使得反应器出现运行问题。

图2 流化床热解器

在热解器中，颗粒的扰动剧烈，对于生物质入料的粉碎程度是较高的，扰动气体为惰性气，故不会发生气化或燃烧的反应。

3.热烧蚀热解器

热烧蚀热解器的工作机理为：在热解器与生物质能之间增加一个压力，随着加热转盘的旋转，生成的热解油品会从转盘上面随着离心力被收集下来，不同的加热机理使得热量传递的效率变得更高。

图3 热烧蚀热解器?

本反应器的反应温度被控制在600摄氏度以内，其热转化效率能达到80%以上。但是此种反应器的形式相对较新，应用经验较少。

4.旋转锥热解器

本反应器利用倒扣的旋转锥不断转动，且不断被加热，生物质能在旋转锥内被热解，成焦会被离心力甩出旋转锥，进入侧方的焦粒燃烧区域，入气的氧气会把焦粒里的有机物完全消耗，且产生热量。

图4 旋转锥热解器

该反应器中惰性沙会发生部分回流，使得砂层一直维持在一个相同的界面，油类产物变为气相从热解器上方离开。之后进行相应的冷却。

生物质热解器的不断开发为我国相对富煤，贫油，少气的现状提供了一个相对优势的解决方案，大量的农作垃圾，经过适当的处理，转化为热解液体燃料，使得资源或是垃圾能够被较大化的利用。