概括生物质热解炭化过程可分为如下阶段:
1.干燥阶段。生物质物料在炭化反应器内吸收热量,干燥层温度在100℃以内,物料内水分首先蒸发逸出,由湿物料变为干物料,内部化学组分几乎没变;
2.挥发热解阶段。随着热量的进一步被吸收,物料内部温度升至200℃左右,大分子化学键不断发生断裂与重新排列,有机质逐渐挥发,物料内部热分解反应开始,挥发分的气态可燃物在缺氧条件下,有少量发生燃烧,且这种燃烧为静态渗透式扩散燃烧,可逐层为物料提供热量支持分解;
3.quan面炭化阶段。此阶段温度在300--550℃,物料在急速热分解的同时产生木焦油、醋酸等液体产物和氢气、一氧化碳、甲烷等可燃气体。随着挥发组分的大部分分离析出,zui终留下的固体产物就是由碳和灰分所组成的固体焦炭。
生物质热解炭化是在炭化炉体内发生的复杂的多步反应过程,其工艺特点可概括为以下三点:
1.较小的升温速度。一般在30℃/min以内,经实验研究表明:相对于快速加热方式,慢速加热方式可使生物质炭的产率提高5.6%;
2.较低的热解终温。500℃C以内的热解终温有利于生物质炭的产量的增加和良好的品质保证;
3.较长的炉内气体滞留时间。根据原料种类的不同,一般要求在15分钟至几天不等。