第10卷第1期 2010年2月
过程工程学报
The Chinese Joumal of Process Engineering
稻草及热解半焦颗粒流化特性
朱金忠，陈雪莉，王辅臣
(华东理工大学煤气化教育部重点实验室，上海200237）
Vol.10 No.1 Feb.2010
摘要：研究了稻草及不同温度热解半焦颗粒在内径100mm、高1000mm的有机玻璃流化床中的流化特性.结果表明，稻草颗粒无法单独流化，而其热解半焦颗粒可单独流化；半焦颗粒的最小流化速度随粒径增大而增大，与床层高度无关，筛分粒径为0.45~0.9，0.18~0.45，0.125~0.18mm的半焦颗粒的最小流化速度分别为0.19，0.16，0.14m/s；(%0000
时床层有较好的流化质量，混合颗粒的最小流化速度都随混合颗粒中稻草含量增大而增大，关键调：流化床；稻草；半焦：流化特性
中图分类号：TK6 1前言
文献标识码：A
文章编号：1009-606X(2010)01-004605
物质混合颗粒的流化特性，认为生物质在混合物中含量
生物质作为一种可再生能源，其利用受到各国的普遍关注，但生物质具有的形状不规则、含水量高、当量直径相差较大、密度小等特点(})很大程度上限制了生物质能的有效利用：华东理工大学煤气化教育部重点实验室针对生物质本身及其在利用过程中的整端，在借鉴成熟的水煤浆气流床气化技术的基础上，通过工艺分析提出了生物质气流床气化工艺3，该工艺首先采用流化床热解对生物质进行预处理，以部分脱除生物质中的氧并提高生物质的能量密度
生物质热解产物的产率和性质取决于流化床内的传质传热状态，而流化床内的传质传热状态很大程度上受颗粒流动特性的影响.Cui等[4]对前人研究生物质颗拉流化的工作作了较为详细的概括，分别对气速较小的鼓泡流化床和气速较大的循环流化床进行了分析研究：并指出了生物质颗粒流化的研究重点.Sun等(3)研究了稻草与石英砂混合后的流化特性，并重点对混合后的最小流化速度进行了研究.Abdullah等16]研究了不同生物质的流化特性，得出稻草、花生壳等颗粒的流化状态优于稻壳颗粒.朱锡锋等通过加入情性载体石英砂来优化稻壳的流化质量，得出稻壳与砂子混合时，砂子不低于80%()时都有较好的流化状态.Si等8也得出添加石英砂的确能优化流化质量的结论，且最小流化速度随石英砂含量增大而增大.Rao等(9对石英砂和生物质混合后的最小流化速度进行了研究，并将实验值与利用经验公式的计算值进行了对比.宋新朝等[研究了煤和生
小于50%()时，煤和生物质可以共流化
加入情性流化介质的确可以优化流化状态，但气流床气化工艺需要将热解半焦与焦油混合制浆，所以半焦和焦油内不能含任何情性流化介质。若在流化床内加入情性介质，很难保证其不进入半焦和焦油内，从而影响后续工段(堵塞喷嘴、管道等)，若以煤和生物质共热解，不会引起喷嘴管道堵塞向题，但煤和生物质共热解工艺复杂，反应协同性等间题尚未解决"]，同时也会使后续的气化工艺复杂化，所以最适合气流床气化工艺的热解形式就是生物质单独流化热解。然而以上提到的研究者都一致得出生物质原料难流化的结论，但他们的研究对象都是生物质原料.事实上，生物质在流化床中热解时，物料进入热解炉内后，挥发分很快释出，在炉内停留时间较长的是生物质半焦[12]，所以对于运行中的热解炉，原料占热解炉内全部颗粒的质量分率很小，炉内物料主要以生物质半焦为主。尽管已实现实验室规模下生物质单独流化热解，但流化床内半焦的流动状态及其稳定性尚不清楚，而且国内外关于生物质半焦流化特性的报道也较少，因此本工作重点研究生物质半焦颗粒的流化特
性及稳定性。 2实验
2.1实验物料及其制备
实验所用稻草颗粒为稠草原料(产自上海南汇区)经粉碎后得到，半焦颗粒为霜草颗粒在不同温度(300,400, 550℃)下单独流化热解制得.半焦制备流程如图1所
收稿日期：20091020，修图日期：20091123
基金项目：教有部长江学若与创新团队发展计划基金资助项目(编号：PCSIRT-IRT0620)：上海市科技创新行动计划基金资助项目(编号：08DZ1200200)
上海市优秀学科带头人计划资助项日(编号：08XD1401300)
作奢简介：朱金患(1986-)，男，安兼省果湖市人，须士研究生，生物质与煤共气化、化学工艺专业，E-mail:shishuiazhu@163.com：陈雪菊，通讯联系人，
E-mail: cxl@ecustedu.cn. 万方数据