玉米芯产糠醛残渣的热解利用分析*
2018-11-07刘云云叶三成刘姝娜王忠铭袁振宏
王 琼,刘云云,叶三成,刘姝娜†,亓 伟†,王忠铭,袁振宏,5
(1. 中国科学院广州能源研究所,广州 510640;2. 中国科学院可再生能源重点实验室,广州 510640;3. 广东省新能源和可再生能源研究开发与应用重点实验室,广州 510640;4. 陕西科技大学机电工程学院,西安 710021;5. 生物质能源河南省协同创新中心,郑州 450002)
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传统糠醛工业采用一步法工艺水解玉米芯产糠醛。常用的工艺条件是在高温(180℃左右)、高压下反应[1],H2SO4用量为3% ~ 7%,糠醛通过汽提法带出釜体,残渣随后排出。受多种条件限制,工业生产上糠醛收率只能达到理论值的50%左右[2-3]。糠醛渣一般用作生产汽提蒸汽的燃料,输送至锅炉进行燃烧[4]。但是,和煤、天然气等能源相比,糠醛渣直接燃烧的热值并不高;同时,糠醛渣锅炉燃烧不充分,易有飞灰等杂质带出,造成环境污染。目前,基于环保和产业升级的需要,更先进、成熟和绿色的生物炼制技术,如热解可用于糠醛渣的高值转化,使糠醛渣作为生物质燃料得到更合理的利用。
热裂解根据升温速度的差异可以分为三类:慢速热解、传统热解、快速热解[5-6]。生物质慢速热解主要用来制备固体炭[7];传统热解,也称为常规热解,指生物质在较低加热速率(10 ~ 100℃/min),低于 500℃下反应,获得一定比例的气、液、固三相产品;快速热解指的是生物质在400 ~ 650℃,常压及高加热速率(1×103~ 1×104℃/s)下,通过短暂停留(0.1 ~ 2 s),得到的产物以液体产物——生物油为主[8]。在糠醛渣的常规热解方面,学者较为系统地从热解温度、升温速率、动力学模拟等方面开展研究[9-10]。目前,糠醛渣热解更倾向于高值利用,如特定产物的制备。……
