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真空热解反应器:探究高温下的反应机制

时间:2023-06-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:通常,干原料的真空热解液体产率为35%~50%,焦炭产率高于快速热解系统,由于蒸气可从反应区中快速去除,因此副反应降至最少。该方法的优点在于,真空热解产物可很快移出反应器,从而降低了挥发分的裂化和重整,减小了热解蒸气二次反应的概率。如图3-32所示,真空热解反应器包括许多堆叠的加热圆形板。利用真空泵维持真空,从而降低气体产品的沸点,避免了不利的化学反应。图3-32真空热解反应器1—挥发分;2—液体;3—冷凝器

真空热解反应器:探究高温下的反应机制

真空热解并不是一种真正的快速热解,因为固体生物质传热速度比前面描述的各类热解反应速度要慢得多。但其气体停留时间具有可比性,液体产物具有一些相似特性。通常,干原料的真空热解液体产率为35%~50%,焦炭产率高于快速热解系统,由于蒸气可从反应区中快速去除,因此副反应降至最少。真空热解过程复杂且设备昂贵,成本较高,因为高真空(8~40 kPa)需要使用非常大的容器和管道,并且成品油中还会混有较多的水。该方法的优点在于,真空热解产物可很快移出反应器,从而降低了挥发分的裂化和重整,减小了热解蒸气二次反应的概率。与大多数快速热解反应相比,它可以处理更大的颗粒,并且由于气体速度较低,液体产品中的焦炭更少,而且不需要载气。这项基本技术是在拉瓦尔大学使用多炉膛炉开发的,但后来是基于专门设计的水平移动床实现的。研究采用50 kg/h的设备,该技术通过Pyrovac仪器放大为3.5 t/h,该装置于2001年在加拿大运行。该过程运行在450℃和100 kPa条件下。

如图3-32所示,真空热解反应器包括许多堆叠的加热圆形板。物料进入反应器后,被送到两个水平的金属板,金属板被混合的熔盐加热。熔盐由燃烧不可冷凝气体的炉子加热,并利用电子感应加热器来准确控制反应器温度并使之保持稳定。利用真空泵维持真空,从而降低气体产品的沸点,避免了不利的化学反应。顶板温度约为200℃,而底板温度约为400℃。物料由顶板进入,通过刮刀落入连续的下板之中。生物质在板上移动时历经干燥和热解过程。该热解器不需要载气,当生物质到达最低的塔板时,仅剩下焦炭。尽管生物质加热速率相对较慢,但是蒸气在热解区中的停留时间短,故热解过程液体产率相对适中,而焦炭产率较高。

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图3-32 真空热解反应器

1—挥发分;2—液体;3—冷凝器

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