一種降低生物質(zhì)成型燃料熱解焦油酸值的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種降低生物質(zhì)成型燃料熱解焦油酸值的方法，適應(yīng)于以松木屑、杉木屑及硬雜木屑為原料壓制成的棒狀燃料在含氧環(huán)境條件下熱解制備成型炭的生產(chǎn)工藝，采用混合熱解介質(zhì)空氣+二氧化碳的工藝Vco2:V空氣＝(1－3)：100,使生物質(zhì)成型燃料熱解，最終熱解溫度為600－850℃，采用慢速熱解工藝，控制升溫速率為5－15℃/小時(shí)。這種熱解方法可以使生物質(zhì)成型燃料熱解焦油的組成發(fā)生明顯的變化，其中酸值從大于70mg KOH·g?1降低至20－30mg KOH·g?1，熱解焦油的熱值由25kJ·g?1提高至28－32kJ·g?1，明顯降低生物質(zhì)成型燃料熱解焦油的腐蝕性和相應(yīng)提高熱解焦油的熱值。
【專利說(shuō)明】
一種降低生物質(zhì)成型燃料熱解焦油酸值的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種生物質(zhì)成型燃料的熱解方法，尤其是涉及一種利用松木肩、杉木 肩及硬雜木肩為原料壓制成的棒狀燃料在含氧環(huán)境條件下熱解制備成型炭的熱解工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 我國(guó)擁有豐富的生物質(zhì)資源，以木肩為原料制取的固體成型燃料年產(chǎn)量在15萬(wàn)噸 左右，它可以經(jīng)進(jìn)一步熱解深加工制取生物質(zhì)成型炭，由此帶來(lái)的焦油副產(chǎn)品每年約5萬(wàn) 噸，生物質(zhì)成型燃料熱解焦油是一種黑色的較黏稠液體，含有成分復(fù)雜的有機(jī)化合物，開(kāi)發(fā) 利用成型炭制備過(guò)程中的焦油副產(chǎn)品是化廢為寶的好事。目前成型炭制備常規(guī)工藝(僅以 熱空氣作為熱解介質(zhì)）焦油副產(chǎn)品的酸值較高，在70mg KOH · g-1以上，這說(shuō)明在焦油中存 在著游離酸，在生產(chǎn)、存儲(chǔ)和運(yùn)輸過(guò)程中對(duì)設(shè)備腐蝕嚴(yán)重。焦油的熱值只有24.68kJ · g^1左 右，與煤焦油(35.7~39kJ · g4)相比要小的多，不適宜直接做燃料使用。
[0003] 因此，降低生物質(zhì)成型燃料熱解焦油的酸值，可以降低焦油副產(chǎn)品的腐蝕性，同時(shí) 提高焦油副產(chǎn)品的熱值，為焦油的資源化利用提供新的可能，具有非常重要的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效 益。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供一種降低生物質(zhì)成型燃料熱解焦油酸值的方法，由本發(fā)明獲得的生物 質(zhì)成型燃料熱解焦油副產(chǎn)品具有酸值低、腐蝕性低和熱值高的優(yōu)點(diǎn)，可以方便生產(chǎn)、存儲(chǔ)和 運(yùn)輸，為焦油的資源化利用提供新的可能，具有非常重要的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。
[0005] 本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種降低生物質(zhì)成型燃料熱解焦油酸值的方法，生物 質(zhì)成型燃料在含氧環(huán)境條件下熱解制備成型炭，所述的含氧環(huán)境指二氧化碳與空氣的體積 比為（1 一3): 100,生物質(zhì)成型燃料最終熱解溫度為600 - 850 °C，采用慢速熱解工藝，控制升 溫速率為5 - 15°C/小時(shí)，熱解焦油的酸值為20 - 30mg KOH · g-1，熱解焦油的熱值為28 - 32kJ · g-、
[0006] 所述的生物質(zhì)成型燃料包括松木肩、杉木肩或硬雜木肩為原料壓制成的棒狀燃 料。
[0007] 二氧化碳與空氣的體積比為2:100。
[0008] 最終熱解溫度為750°C，熱解過(guò)程升溫速率為HTC/小時(shí)。
[0009] 有益效果：
[0010] (1)本發(fā)明首次采用混合熱解介質(zhì)進(jìn)行成型燃料的熱解炭化，使生物質(zhì)成型燃料 熱解焦油的組成發(fā)生明顯的變化，其中熱解焦油酸值顯著降低，有利于降低焦油副產(chǎn)品的 腐蝕性，方便生物質(zhì)焦油的生產(chǎn)、存儲(chǔ)和運(yùn)輸。
[0011] (2)本發(fā)明適應(yīng)于以松木肩、杉木肩及硬雜木肩為原料壓制成的棒狀燃料在含氧 環(huán)境條件下熱解制備成型炭的生產(chǎn)工藝。采用混合熱解介質(zhì)空氣加二氧化碳的工藝，使生 物質(zhì)成型燃料熱解，最終熱解溫度為600 - 850°C，采用慢速熱解工藝，控制升溫速率為5 - 15 °C /小時(shí)。這種熱解方法可以使生物質(zhì)成型燃料熱解焦油的組成發(fā)生明顯的變化，其中酸 值從常規(guī)工藝（僅以熱空氣作為熱解介質(zhì)）的大于70mg KOH · g-1降低至20 - 30mg KOH · g -1，可以明顯降低生物質(zhì)成型燃料熱解焦油的腐蝕性和相應(yīng)提高熱解焦油的熱值，對(duì)于促 進(jìn)生物質(zhì)資源的高效利用，減少生物質(zhì)成型燃料生產(chǎn)過(guò)程因焦油副產(chǎn)品給環(huán)境帶來(lái)的污 染，降低生物質(zhì)成型燃料熱解焦油對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的腐蝕程度具有重要作用。
[0012] (3)本發(fā)明提高了生物質(zhì)焦油的熱值和利用效率，對(duì)于促進(jìn)生物質(zhì)資源的高效利 用，減少生物質(zhì)成型燃料生產(chǎn)過(guò)程因焦油副產(chǎn)品給環(huán)境帶來(lái)的污染，具有重要作用。
【具體實(shí)施方式】 [0013] 實(shí)施例1.
[0014] -種生物質(zhì)成型燃料的熱解方法，適應(yīng)于以松木肩、杉木肩及硬雜木肩為原料壓 制成的棒狀燃料在含氧環(huán)境條件下熱解制備成型炭的生產(chǎn)工藝。采用混合熱解介質(zhì)（空氣+ 二氧化碳)的工藝(V? 2: V3^= (1 - 3): 100)，使生物質(zhì)成型燃料熱解，最終熱解溫度為600 - 850°C，采用慢速熱解工藝，控制升溫速率為5 - 15°C/小時(shí)。這種熱解方法可以使生物質(zhì)成 型燃料熱解焦油的組成發(fā)生明顯的變化，其中酸值從常規(guī)工藝(僅以熱空氣作為熱解介質(zhì)） 的大于70mg KOH · g-1降低至20 - 30mg KOH · g-1，熱解焦油的熱值由25kJ · g-1提高至28 - 32kJ · g^1，明顯降低生物質(zhì)成型燃料熱解焦油的腐蝕性和相應(yīng)提高熱解焦油的熱值，對(duì)于 促進(jìn)生物質(zhì)資源的高效利用，減少生物質(zhì)成型燃料生產(chǎn)過(guò)程因焦油副產(chǎn)品給環(huán)境帶來(lái)的污 染，降低生物質(zhì)成型燃料熱解焦油對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的腐蝕具有重要作用。
[0015] 實(shí)施例2.
[0016] -種生物質(zhì)成型燃料的熱解方法，適應(yīng)于以松木肩、杉木肩及硬雜木肩為原料壓 制成的棒狀燃料在含氧環(huán)境條件下熱解制備成型炭的生產(chǎn)工藝。生產(chǎn)過(guò)程中采用混合熱解 介質(zhì)(空氣+二氧化碳)的工藝(Vw: Ve= 1:100 )，使生物質(zhì)成型燃料熱解，最終熱解溫度為 600°C，采用慢速熱解工藝，控制升溫速率為5°C/小時(shí)。這種熱解方法可以使生物質(zhì)成型燃 料熱解焦油的組成發(fā)生明顯的變化，其中酸值從常規(guī)工藝(僅以熱空氣作為熱解介質(zhì)）的大 于70mg KOH · g-1降低至20mg KOH · g-1，熱解焦油的熱值由25kJ · g-1提高至28kJ · g一、
[0017] 實(shí)施例3.
[0018] -種生物質(zhì)成型燃料的熱解方法，適應(yīng)于以松木肩、杉木肩及硬雜木肩為原料壓 制成的棒狀燃料在含氧環(huán)境條件下熱解制備成型炭的生產(chǎn)工藝。采用混合熱解介質(zhì)（空氣+ 二氧化碳)的工藝(V? 2: V3^= 3:100)，使生物質(zhì)成型燃料熱解，最終熱解溫度為850°C，采用 慢速熱解工藝，控制升溫速率為15°C/小時(shí)。這種熱解方法可以使生物質(zhì)成型燃料熱解焦油 的組成發(fā)生明顯的變化，其中酸值從常規(guī)工藝（僅以熱空氣作為熱解介質(zhì)）的大于70mg KOH · g-1降低至30mg KOH · g-1，熱解焦油的熱值由25kJ · g-1提高至32kJ · g-、
[0019] 實(shí)施例4 ·
[0020] -種生物質(zhì)成型燃料的熱解方法，適應(yīng)于以松木肩、杉木肩及硬雜木肩為原料壓 制成的棒狀燃料在含氧環(huán)境條件下熱解制備成型炭的生產(chǎn)工藝。采用混合熱解介質(zhì)（空氣+ 二氧化碳)的工藝(V? 2: V3^= 2:100)，使生物質(zhì)成型燃料熱解，最終熱解溫度為700°C，采用 慢速熱解工藝，控制升溫速率為l〇°C/小時(shí)。這種熱解方法可以使生物質(zhì)成型燃料熱解焦油 的組成發(fā)生明顯的變化，其中酸值從常規(guī)工藝（僅以熱空氣作為熱解介質(zhì)）的大于70mg KOH · g-1降低至25mg KOH · g-1，熱解焦油的熱值由25kJ · g-1提高至30kJ · g-、
[0021] 設(shè)定K = Vc^: Vs^=x: 100表示一定比例二氧化碳參與的熱解;T表示最終熱解溫 度;R表示升溫速率。兩種熱解工藝方法產(chǎn)生的熱解焦油酸值對(duì)比情況如下：
[0022] 兩種熱解工藝方法產(chǎn)生的熱解焦油酸值對(duì)比
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種降低生物質(zhì)成型燃料熱解焦油酸值的方法，生物質(zhì)成型燃料在含氧環(huán)境條件下 熱解制備成型炭，其特征在于，所述的含氧環(huán)境指二氧化碳與空氣的體積比為（1 一 3): 100， 生物質(zhì)成型燃料最終熱解溫度為600 - 850°C，采用慢速熱解工藝，控制升溫速率為5 -15 °C/小時(shí)，熱解焦油的酸值為20 -30mg KOH · g-、熱解焦油的熱值為28 -32kJ · g-1。2. 如權(quán)利要求1所述的降低生物質(zhì)成型燃料熱解焦油酸值的方法，其特征在于，所述的 生物質(zhì)成型燃料包括松木肩、杉木肩或硬雜木肩為原料壓制成的棒狀燃料。3. 如權(quán)利要求1所述的降低生物質(zhì)成型燃料熱解焦油酸值的方法，其特征在于，二氧化 碳與空氣的體積比為2:100。4. 如權(quán)利要求1所述的降低生物質(zhì)成型燃料熱解焦油酸值的方法，其特征在于，最終熱 解溫度為750°C，熱解過(guò)程升溫速率為10°C/小時(shí)。
【文檔編號(hào)】C10B49/00GK105861100SQ201610442161
【公開(kāi)日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年6月20日
【發(fā)明人】劉石彩, 黃麗, 楊華, 鄧先倫, 蔣劍春
【申請(qǐng)人】中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院林產(chǎn)化學(xué)工業(yè)研究所