生物质细粉加料技术的改进

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1、生物质细粉加料技术的改进链接：www.china-nengyuan.com/tech/84056.html来源：中国新能源网china-nengyuan.com生物质细粉加料技术的改进杨昌炎1，2，3，姚建中1，林伟刚1(1.中国科学院过程工程研究所多相反应重点实验室，北京100080；2.武汉工程大学新型反应器与绿色化工重点实验室，湖北武汉430073；3.中国科学院研究生院，北京100039)摘要:在生物质快速热解的研究中，生物质细粉的稳定加料问题非常重要。通过对不同加料方式的加料特性对比，提出了适合生物质细粉的加

2、料装置——旋流式气力输送加料器。研究表明，该加料装置具有连续稳定的特点，解决了生物质快速热解中小料率实验所要求的加料精度难题，且该加料装置也适合于其他粘性粉料(如细煤粉、超细粉)的连续均匀加料。生物质是一种可再生的绿色能源，具有贮量大、污[1，2]染小、CO2零排放等优点。快速热解能将生物质转变为便于输送、具有替代石油潜力的液体燃料，正日益受到重视。当前生物质快速热解还处在实验、示范研究阶段，在加料稳定性、操作参数优化、焦油分析等诸多方面有待进一步研究。作为生物质快速热解技术中的一个重要组成部分——生物质细粉加料，是一

3、个需要解决的重要问题，生物质加料的连续性、稳定性，直接影响着热解过程的稳定操作和产品组成，并影响到生物质热解过程的正确分析。[3][4，5][6]综观国内外的生物质加料方法，主要有螺旋加料技术、流化床加料技术、活塞式加料技术[7]、喷吹式气力输送加料技术等，然而这些加料方法在实验室规模研究中存在不少问题，主要表现为料率不稳定、物料结块和堵塞管道、系统压力波动等。本文结合几种加料技术的对比，设计了一种加料装置，研究了生物质细粉的加料特性和加料的稳定性。1生物质细粉的流动特性生物质颗粒形状不规则、表面不光滑且存在许多毛刺，

4、颗粒间往往存在着较强的粘附力，同时生物质一般湿含量较高，易团聚、结块，这些都导致了其流动性能差[7—8]。表征生物质流动特性的重要参数，主要有休止角、Carr流动[4，9][4，8，10]性等，具体定义和测量方法参见文献。表1示出了不同散体物料的流动特性。可以看出，生物质细粉的休止角比细砂、煤粉的要大，其Carr流动性低。页面1/10生物质细粉加料技术的改进链接：www.china-nengyuan.com/tech/84056.html来源：中国新能源网china-nengyuan.com2现有生物质加料方法的特点及

5、存在问题生物质密度小、休止角大、流动性差，致使其在料仓中形成架桥、搭拱，从而引起加料不稳定或停料等问题。因此，要解决生物质加料问题，关键[3-7]在于采取合适的加料方式。生物质的加料方式有多种。表2示出了主要几种加料方式的输送能力及运行特点。页面2/10生物质细粉加料技术的改进链接：www.china-nengyuan.com/tech/84056.html来源：中国新能源网china-nengyuan.com由于生物质物理特性的限制，重力下落加料会使生物质在下降管处形成堵塞；脉冲加料因生物质的输料不均匀而导致后续管道

6、堵塞；流化床加料会在流化器中形成沟流、物料失流，或堵塞加料出口；活塞加料存在着不连续性。在生物质热转化过程中采用较多的螺旋加料和喷吹式气力输送加料，也存在诸多问题。下面就此2种加料方法做较为详细的讨论。对于螺旋加料，螺旋的挤压、填充率和螺旋转速都会影响到加料的连续性和稳定性。首先，生物质堆密度小，受挤[11]压时堆密度增大，产生结块，造成螺旋出料口堵塞；其次，螺旋加料的稳定性与填充率、螺旋直径等有关。螺旋填充率的不均匀，会直接导致螺旋加料的不稳定，其加料率随时间的[12，13]变化幅度为40%以上；最后，螺旋转速也影响

7、着加料的[14]变化，加料率随着螺旋转速增加而呈非线性增加，图1示出了2种木粉的加料速率与螺旋转速的变化关系。页面3/10生物质细粉加料技术的改进链接：www.china-nengyuan.com/tech/84056.html来源：中国新能源网china-nengyuan.com[15，16]喷吹式气力输送加料方法如图2所示。喷吹式气力输送加料原理是由料仓中细管顶端的喷嘴喷出高速气流，吹扫料层顶面的物料，同时气流携带物料送出料仓。加料速率通过调节电机转速达到控制细管的转速和下移速度来实现。该方法优点在于利用了生物质密

8、度小、易于输送等特点，来实现输送物料；然而该加料装置的输送能力与载气的携带能力、生物质物性、物料颗粒的终端速度存在很大关系，需要根据实验中生物质物料的粒径、密度等参数来合理选择管径。3采用此类加料装置(管内径为0.02m，气量为0.6m/h)对麦秸发酵残渣细粉进行了加料试验，其加料特性如图3所示。图3的加料特性曲线表明，预测输出料