CN105861100B - 一种降低生物质成型燃料热解焦油酸值的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种降低生物质成型燃料热解焦油酸值的方法，适应于以松木屑、杉木屑及硬杂木屑为原料压制成的棒状燃料在含氧环境条件下热解制备成型炭的生产工艺，采用混合热解介质空气+二氧化碳的工艺Vco2:V空气＝(1－3)：100,使生物质成型燃料热解，最终热解温度为600－850℃，采用慢速热解工艺，控制升温速率为5－15℃/小时。这种热解方法可以使生物质成型燃料热解焦油的组成发生明显的变化，其中酸值从大于70mg KOH·g‑1降低至20－30mg KOH·g‑1，热解焦油的热值由25kJ·g‑1提高至28－32kJ·g‑1，明显降低生物质成型燃料热解焦油的腐蚀性和相应提高热解焦油的热值。

Description

一种降低生物质成型燃料热解焦油酸值的方法
技术领域
本发明涉及一种生物质成型燃料的热解方法，尤其是涉及一种利用松木屑、杉木屑及硬杂木屑为原料压制成的棒状燃料在含氧环境条件下热解制备成型炭的热解工艺。
背景技术
我国拥有丰富的生物质资源，以木屑为原料制取的固体成型燃料年产量在15万吨左右，它可以经进一步热解深加工制取生物质成型炭，由此带来的焦油副产品每年约5万吨，生物质成型燃料热解焦油是一种黑色的较黏稠液体，含有成分复杂的有机化合物，开发利用成型炭制备过程中的焦油副产品是化废为宝的好事。目前成型炭制备常规工艺(仅以热空气作为热解介质)焦油副产品的酸值较高，在70mg KOH·g-1以上，这说明在焦油中存在着游离酸，在生产、存储和运输过程中对设备腐蚀严重。焦油的热值只有24.68kJ·g-1左右，与煤焦油(35.7～39kJ·g-1)相比要小的多，不适宜直接做燃料使用。
因此，降低生物质成型燃料热解焦油的酸值，可以降低焦油副产品的腐蚀性，同时提高焦油副产品的热值，为焦油的资源化利用提供新的可能，具有非常重要的社会经济效益。
发明内容
本发明提供一种降低生物质成型燃料热解焦油酸值的方法，由本发明获得的生物质成型燃料热解焦油副产品具有酸值低、腐蚀性低和热值高的优点，可以方便生产、存储和运输，为焦油的资源化利用提供新的可能，具有非常重要的社会经济效益。
本发明采用如下技术方案：一种降低生物质成型燃料热解焦油酸值的方法，生物质成型燃料在含氧环境条件下热解制备成型炭，所述的含氧环境指二氧化碳与空气的体积比为(1－3)：100,生物质成型燃料最终热解温度为600－850℃，采用慢速热解工艺，控制升温速率为5－15℃/小时，热解焦油的酸值为20－30mg KOH·g-1，热解焦油的热值为28－32kJ·g-1。
所述的生物质成型燃料包括松木屑、杉木屑或硬杂木屑为原料压制成的棒状燃料。
二氧化碳与空气的体积比为2：100。
最终热解温度为750℃，热解过程升温速率为10℃/小时。
有益效果：
(1)本发明首次采用混合热解介质进行成型燃料的热解炭化，使生物质成型燃料热解焦油的组成发生明显的变化，其中热解焦油酸值显著降低，有利于降低焦油副产品的腐蚀性，方便生物质焦油的生产、存储和运输。
(2)本发明适应于以松木屑、杉木屑及硬杂木屑为原料压制成的棒状燃料在含氧环境条件下热解制备成型炭的生产工艺。采用混合热解介质空气加二氧化碳的工艺,使生物质成型燃料热解，最终热解温度为600－850℃，采用慢速热解工艺，控制升温速率为5－15℃/小时。这种热解方法可以使生物质成型燃料热解焦油的组成发生明显的变化，其中酸值从常规工艺(仅以热空气作为热解介质)的大于70mg KOH·g-1降低至20－30mg KOH·g-1，可以明显降低生物质成型燃料热解焦油的腐蚀性和相应提高热解焦油的热值，对于促进生物质资源的高效利用，减少生物质成型燃料生产过程因焦油副产品给环境带来的污染，降低生物质成型燃料热解焦油对生产设备的腐蚀程度具有重要作用。
(3)本发明提高了生物质焦油的热值和利用效率，对于促进生物质资源的高效利用，减少生物质成型燃料生产过程因焦油副产品给环境带来的污染，具有重要作用。
具体实施方式
实施例1.
一种生物质成型燃料的热解方法，适应于以松木屑、杉木屑及硬杂木屑为原料压制成的棒状燃料在含氧环境条件下热解制备成型炭的生产工艺。采用混合热解介质(空气+二氧化碳)的工艺(Vco2:V空气＝(1－3)：100),使生物质成型燃料热解，最终热解温度为600－850℃，采用慢速热解工艺，控制升温速率为5－15℃/小时。这种热解方法可以使生物质成型燃料热解焦油的组成发生明显的变化，其中酸值从常规工艺(仅以热空气作为热解介质)的大于70mg KOH·g-1降低至20－30mg KOH·g-1，热解焦油的热值由25kJ·g-1提高至28－32kJ·g-1，明显降低生物质成型燃料热解焦油的腐蚀性和相应提高热解焦油的热值，对于促进生物质资源的高效利用，减少生物质成型燃料生产过程因焦油副产品给环境带来的污染，降低生物质成型燃料热解焦油对生产设备的腐蚀具有重要作用。
实施例2.
一种生物质成型燃料的热解方法，适应于以松木屑、杉木屑及硬杂木屑为原料压制成的棒状燃料在含氧环境条件下热解制备成型炭的生产工艺。生产过程中采用混合热解介质(空气+二氧化碳)的工艺(Vco2:V空气＝1：100),使生物质成型燃料热解，最终热解温度为600℃，采用慢速热解工艺，控制升温速率为5℃/小时。这种热解方法可以使生物质成型燃料热解焦油的组成发生明显的变化，其中酸值从常规工艺(仅以热空气作为热解介质)的大于70mg KOH·g-1降低至20mg KOH·g-1，热解焦油的热值由25kJ·g-1提高至28kJ·g-1。
实施例3.
一种生物质成型燃料的热解方法，适应于以松木屑、杉木屑及硬杂木屑为原料压制成的棒状燃料在含氧环境条件下热解制备成型炭的生产工艺。采用混合热解介质(空气+二氧化碳)的工艺(Vco2:V空气＝3：100),使生物质成型燃料热解，最终热解温度为850℃，采用慢速热解工艺，控制升温速率为15℃/小时。这种热解方法可以使生物质成型燃料热解焦油的组成发生明显的变化，其中酸值从常规工艺(仅以热空气作为热解介质)的大于70mgKOH·g-1降低至30mg KOH·g-1，热解焦油的热值由25kJ·g-1提高至32kJ·g-1。
实施例4.
一种生物质成型燃料的热解方法，适应于以松木屑、杉木屑及硬杂木屑为原料压制成的棒状燃料在含氧环境条件下热解制备成型炭的生产工艺。采用混合热解介质(空气+二氧化碳)的工艺(Vco2:V空气＝2：100),使生物质成型燃料热解，最终热解温度为700℃，采用慢速热解工艺，控制升温速率为10℃/小时。这种热解方法可以使生物质成型燃料热解焦油的组成发生明显的变化，其中酸值从常规工艺(仅以热空气作为热解介质)的大于70mgKOH·g-1降低至25mg KOH·g-1，热解焦油的热值由25kJ·g-1提高至30kJ·g-1。
设定K＝Vco2:V空气＝x:100表示一定比例二氧化碳参与的热解；T表示最终热解温度；R表示升温速率。两种热解工艺方法产生的热解焦油酸值对比情况如下：
两种热解工艺方法产生的热解焦油酸值对比

Claims (4)

1.一种降低生物质成型燃料热解焦油酸值的方法，生物质成型燃料在含氧环境条件下热解制备成型炭，其特征在于，所述的含氧环境指二氧化碳与空气的体积比为(1－3)：100,生物质成型燃料最终热解温度为600－850℃，采用慢速热解工艺，控制升温速率为5－15℃/小时，热解焦油的酸值为20－30mg KOH·g-1，热解焦油的热值为28－32kJ·g-1。
2.如权利要求1所述的降低生物质成型燃料热解焦油酸值的方法，其特征在于，所述的生物质成型燃料包括松木屑、杉木屑或硬杂木屑为原料压制成的棒状燃料。
3.如权利要求1所述的降低生物质成型燃料热解焦油酸值的方法，其特征在于，二氧化碳与空气的体积比为2：100。
4.如权利要求1所述的降低生物质成型燃料热解焦油酸值的方法，其特征在于，最终热解温度为750℃，热解过程升温速率为10℃/小时。
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