完全连续式生物质水热转化系统的研发趋势
2021-03-08李艳美田纯焱柏雪源易维明袁巧霞李志合付鹏张玉春李治宇
化工进展 2021年2期
李艳美,田纯焱,柏雪源,易维明,袁巧霞,李志合,付鹏,张玉春,李治宇
(1 山东理工大学农业工程与食品科学学院,山东淄博255000;2 山东省清洁能源工程技术研究中心,山东淄博255000;3 华中农业大学工学院;湖北武汉430070)
生物质水热转化技术利用高温高压下水的独特热力学特性实现生物质转化[1-2]。该技术具备如下独特优势:①可以处理各种湿生物质,无需输入多余的能量来干燥生物质,从而节省了能量[3];②生物质组分包括木质纤维素、碳水化合物、脂质和蛋白质,均可以转化[4-5];③亚/超临界水既充当溶剂又充当催化剂,传质增强,提高了反应效率[4-5];④相比较液态水相变为蒸汽的焓变,在高压下液态水相变为亚/超临界水的焓变较低,从而减少了潜热损失并提高了能量效率[4-5]。基于以上优势,生物质水热转化具有原料适应性好、成本低、转化效率高的特点,因而逐步获得较高关注度,形成具备扩大规模用于工业化生产的巨大潜力。
然而,有关连续式规模化生产,尤其是实现从原料、转化和产物分离每个关键环节的真正完全连续化的相关研发仍然不足,离规模化商业应用存在差距。本文根据该技术实现完全连续化运行的必备环节并综合考虑了节能环保和绿色可持续理念,针对目前连续式系统中有关生物质原料预处理、喂料系统、加热/换热系统、反应器配置以及产物分离工艺与设备这五个关键环节的研发进展进行梳理并展开了讨论,进而分析提出了一套符合未来发展趋势的系统运行模式。……
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