基于能量得率的棉秆热裂解炭化工艺优化

2016-03-21刘荣厚

农业工程学报 2016年3期

关键词：生物工艺

徐　佳，刘荣厚※，王　燕

（1.上海交通大学农业与生物学院生物质能工程研究中心，上海 200240； 2.农业部都市农业（南方）重点实验室，上海 200240）

基于能量得率的棉秆热裂解炭化工艺优化

徐佳1,2，刘荣厚1,2※，王燕1,2

（1.上海交通大学农业与生物学院生物质能工程研究中心，上海 200240； 2.农业部都市农业（南方）重点实验室，上海 200240）

摘要：为了从能源利用角度设计和优化棉花秸秆热裂解制生物炭的热解炭化工艺，该文使用了产率、热值及能量得率

3个指标来衡量工艺的优劣。首先，研究了热解温度、保留时间和原料粒径3个工艺条件分别对生物炭产率和热值的影响。结果表明，在3个工艺条件下生物炭产率与热值均呈负相关，即高产率和高热值目标无法同时满足。因此，引入能量得率（单位原料所产生物炭的总能量）作为全面评价生物炭产率和热值的综合指标，重点利用响应面分析法分析了3个工艺条件及其交互作用对能量得率的影响，并经过检验得到优化后的能量得率模型。模型预测结果表明，在炭化温度为429℃，保留时间为1.29 h，原料粒径为0.32 mm时，能量得率达到最大值，为78.95%，通过验证试验证明了模型的有效性。该模型能够用于指导生产高能量得率的生物炭，为生物炭能源高效利用目标的实现提供参考。

关键词：秸秆；热解；优化；炭化工艺；生物炭；产率；热值；能量得率

徐佳，刘荣厚，王燕. 基于能量得率的棉秆热裂解炭化工艺优化[J]. 农业工程学报，2016，32（3）：241－246.

Xu Jia, Liu Ronghou, Wang Yan. Optimization of pyrolysis carbonization conditions based on energy efficiency for cotton stalk[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2016, 32(3): 241－246. (in Chinese with English abstract)doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2016.03.035http://www.tcsae.org