由干燥生产生物质升级 2.doc

由干燥生产生物质升级评价：生物质升级为生物燃料的生产烘焙:审查M.J.C.范德Stelt a、b h . Gerhauser J.H.A.基尔b,K.J. Ptasinski,埃因霍温理工大学,化学工程和化学,邮政信箱513,5600 MB埃因霍温,荷兰b荷兰能源研究中心(ECN),单位ECN生物量、邮政信箱,1755 ZG佩,荷兰。文章历史:2008年6月27日收到2011年5月20日修订后的形式收到2011年6月2日网上2 2011年7月接受关键词:干燥温和热解生物质能源升级densication Gasication摘要：研究的概述生物质干燥升级的生物燃料的生产。干燥是一种热能转化方法的生物质低温200 e300 c .生物质预处理技术生产高质量固体生物燃料,可用于燃烧和gasication。综述的特点描述干燥,干燥的简短历史。烘焙是基于除氧从生物质旨在产生一个燃料能量密度提高了分解活性半纤维素分数。不同反应条件(温度、惰性气体、反应时间)和生物质资源导致各种固体、液体和气体产品。一个简短的概述不同的质量和能量平衡。最后,最有前途的烘焙技术选择和应用。1。介绍 过渡到一个社会由可再生能源,如太阳能、风能、生物质能、潮流、波浪和地热能旁边节能变得更加重要经常选择在我们的能源消耗。根据世界能源展望1可再生能源预计将增长最快的能源。光谱中不同能源的生物质能的唯一来源是基于可持续发展的碳。 在未来能源的场景中一个重要的角色(可再生)的能源供应已经解决生物质1。生物质是唯一可再生来源的独特地位作为可持续发展的碳载体使生物质具有吸引力的能源。生物质通过热化学转换可以转化为能量,生物化学转换和提取从种子含油轴承。在各种热化学转化方法gasication是最有前途的。Gasication carbona的部分氧化- 800摄氏度的ceous原料生产syn-gas可用于燃气轮机等许多应用程序引擎、燃料电池,生产甲醇和碳氢化合物。由于其高efciency,它是可取的,gasication成为increasingly应用于未来,而不是直接燃烧e42。与电力系统耦合gasication增加热能的ef -字母系数使用流。 生物质作为能源展示了一些典型的人物特性使得它特别,而是为未来复杂的燃料。生物质可以在广泛的资源,如废物流伍迪和长满草的原材料和能源作物。木质材料是首选高于粮食作物,因为以下几个原因。木质材料含有更多的能量比粮食作物,所需的化肥和杀虫剂木低得多,生产木质材料远远高于粮食作物这意味着土地使用变得更小。生物质能的另一个特点是它的气候中立行为。如果生物质以可持续的方式生长,其生产和应用产生任何大气中二氧化碳的净金额。释放出来的二氧化碳的应用生物质存储在生物质资源photosyn -论文和提取从大气中这意味着气候中性碳循环的二氧化碳。 另一方面,一些生物属性inconve nient,特别是其氧含量高、热值低、亲水性质和水分含量很高。也来自生物质资源的能源生产显示减少整体能源efciency由于光合作用。总体能源efciency从太阳能到生物质能源是1 e3%5。高也导致吸烟在燃烧的氧气量。其他缺点的生物量是它的顽强和brous结构及其异构组合,使工艺设计和过程控制更加复杂。 生物量的使用也受到限制的土地,水和与粮食生产竞争。生物质相对土地密集型的农业生产,涉及高物流成本低能量密度的生物量。 生物质为基础的系统的一个关键的挑战是开发efcient转换技术,也能与化石燃料竞争。干燥是一种技术,可以提高生物属性,因此提供了一些解决以上问题。干燥是一种热预处理技术升级ligno-cellulosic生物质向更高质量和更有吸引力的生物燃料。干燥的主要原则从化学的角度来看的除氧nal固体产品:torreed生物质具有较低的O / C比相比原来的生物量。 本文的目的是展示最近的干燥技术的发展。在接下来的部分主要老爹派操作条件等特点,质量e和能量平衡和减少颗粒大小。干燥动力学和分解机制的概述在第三部分给出。最后,本文展示了干燥的应用和经济评价torreed生物质颗粒的生产。2。2.1干燥特性 一般过程描述干燥是一个转换生物质热方法的操作,在低温范围200年e300 c是在无氧环境大气条件下进行。其他名字的烘焙,烘焙过程缓慢,轻度热解,木头做饭和高温干燥。近年来烘焙才应用于各种类型的木质生物质,但已经在1930年在法国干燥过程进行了研究。在烘焙的出版物的数量是相对较小但增加在过去的几年里。文学对老爹派系可以找到不同的生物质资源,即:海上松、栗树、橡树和桉树,加勒比松6,桦木、松树,蔗渣7,8,竹木材煤球9,柳树和山毛榉(2、10、11),有花梗的橡木12,柳安木木13,油棕浪费14。略低于200 C热方法用于木材防腐15 e19,虽然tor - refaction是对能源的目的。 干燥生物质转化技术作为预处理步骤gasication和co-ring等。热处理不仅destructs brous结构和坚韧的生物量,但也知道增加热量。还在干燥生物质有更多的疏水特性,使存储torreed生物量高于non-torreed生物质更有吸引力,因为腐烂的行为。tor - refaction过程中生物质部分devolatilizes导致质量下降,但最初的能量torreed生物质主要保存在固体产品的能量密度生物质变得比原来的生物质即交通运输,使它更具有吸引力。 典型的质量和能量平衡为木质生物质干燥,70%的质量是保留固体产品,包含初始能量的90%。其他30%的质量转化为干燥气体,其中包含只有10%的生物质能源的20。一个能源densication通常可以达到1.3倍。这是一个主要的干燥过程的基本优势。torreed木signicantly更高的能量密度比未经处理的木材,可以允许更大的运输距离。torreed生物量的另一个优点是其产品质量的一致性。Woodcuttings,拆除木、废木材干燥后非常相似的物理和化学性质。 研究专注于烘焙已经开始在法国在1930年代,但出版物对这个研究是有限的。Pentananunt et al。21研究了燃烧char,节电高(torreed)木材的台秤干燥单元。结果表明,torreed木有signicantly更高的燃烧速度和产生的烟雾比木材少。还发现torreed煤球几乎防水和烘焙出现加工成良好的技术升级。torreed生物质结构的改变相比,生物质原料,使其脆性和疏水性e2422。 铁等。25研究了原料的影响,温度、停留时间、氮雪的道具erties torreed产品。每-形成实验反应堆管与松树,苜蓿,甘蔗蔗渣,木球和稻草颗粒。得出生物质inuenced产品的类型分布的气体,液体和固体的比例。 荷兰能源研究中心(ECN)自2002年以来的烘焙的原则,于各种报告(20、26 e28)。到目前为止,他们的研究一直集中在各种木质生物质和herbaceousspecies草和草。尤其是inuence饲料、颗粒大小、干燥温度和反应时间ontorrefaction特征如质量和能量产量和产品属性了。作为烘焙不是商业化,大部分thegenerated知识是用于开发这项技术。在干燥的原则基础强烈believedthat有很高的潜力成为一个领先的生物质预处理技术29 王子等人进行了热力学分析,coupledbiomass gasication和烘焙302、10、11日。工作是通过在处理这行所做的能源研究CentreNetherlands20、26 e28。这项研究是集中在减肥木材干燥动力学10,分析productsfrom木材干燥11和efcient biomassgasication通过烘焙2。结果表明,减肥的干燥动力学柳可以通过两步反应accuratelydescribed串联模型,此外落叶木类型,如山毛榉和柳树10、被发现比原始木材更被动。Prinsconcluded,总体质量和能量平衡在250年和300年C fortorrefaction表明oftorrefaction是温和的吸热过程。一般conclusionwas木材干燥的概念,其次是高温携入的雪gasication torreedwood,非常有前途的30】 干燥的质量和能量损失氮化能源作物、草芦和短旋转willowcoppice(SRC)和小麦秸秆表明torreed fuelcan含有高达96%的原始能量thesolids31。还生的燃烧行为和torreedbiomass研究了差热分析。它isshown波动和char torreedsample变得更加的燃烧放热而原始的燃料。TGA实验表明,torreed productexhibited不同挥发释放和燃烧的模样。 在阿里亚斯等人的工作。32inuence烘焙的易磨性和反应性的木质生物质粉系统的研究,以改善其性能。干燥后在220年、260年和280 C生物质原料的易磨性和经过处理的样品相比,可磨性的改善干燥后观察。为了评估生物质原料的易磨性torreed相比生物样本处理与底部切机筛2毫米。样本然后已筛,结果表明torreed生物质具有粒度分布更小的微粒的数量比较大。2.2过程阶段：整个干燥过程可分为几个步骤，如加热、干燥、干燥和冷却。提供的denitions伯格曼等。20被用作基础进一步沙地温度在tor - refaction结束阶段。五个主要阶段dened在整个干燥过程。 初始加热:生物质是最初加热直到干燥阶段的生物量。在这个阶段,温度增加,而这一阶段结束时水分开始蒸发。预:在100 C的自由水蒸发生物质在恒定温度下。后阶段烘干和中间加热: 生物量增加的温度200 c .身体束缚水被释放,而对质量和传热阻力是在生物质颗粒。在这个阶段,一些质量损失可能发生光分数可以蒸发。干燥:在这个阶段实际的过程。烘焙的温度将达到200 C时将开始和结束过程时再次从specic温度冷却到200 C .干燥温度是dened最大恒定的脾气原系统。在此期间的大部分生物质质量损失的发生。固体冷却:torreed产品进一步冷却到低于200摄氏度所需的最终温度,即室温。2.3质量和能量平衡 干燥过程中形成了许多不同的产品根据干燥条件如反应温度、停留时间和生物属性。生物量的部分分解的结果,在这个过程中,最初的生物量变化的化学成分如图1所示范Krevelen图30。范Krevelen图给的信息元素成分的差异(C eHeO比率)。在这个gure组成典型的燃料如煤、褐煤、泥炭biomasses显示。很明显,生物质与煤包含更多的氧气。 干燥对固体产品的属性有很大影响,主要是由除氧引起的最初的固体生物质资源。在torreed木材的货车Krevelen图显示了如何inuenced固体产品的属性,成为更多的煤炭等2。可以看出生物失去了相对更多的氧气和氢气和属性变化的方向碳30。这样的净热值(低热值)inuenced和产品成为能量密度。各种产品形成torreed固体产品,可压缩的挥发物和天然气、生物质在不同条件下的反应。的一个重要参数是混合涂料sition生物质资源由于半纤维素的含量,纤维素和木质素inuencing产品分布不同。工艺条件的影响(停留时间和干燥温度)。 普林斯(10、11、30)和伯格曼20,林斯等11研究了落叶松的产品分布在烘焙,柳树在不同的蛋彩画和稻草温度和反应时间。表1给出了组成木材和torreed木材,在两个不同的试验心理条件派生Prins et al .11。表1中还显示,较低的原子氢和碳之间的比例和较低的氧碳比结果到一个更高的低热值。发现固体产品的产量减少,脾气原系统和停留时间。稻草的观察减肥与柳和山毛榉木。挥发物被细分为可压缩的和不凝挥发物。醋酸和水是主要的可压缩的烘焙挥发物。这些产品被归因于半纤维素的分解。形成的不凝挥发物主要是二氧化碳和一氧化碳。温度升高时,condensables和non-condensables生产更高的金额。 在无花果。2 e57,25所示的产品分布在不同的反应条件和干燥等生物质资源桦木、秸秆颗粒,芒草和松树。在干燥的相对大量的固体,液体和气体可以确定。液体气体冷凝后形成。随着温度和停留时间上升干燥形式更condensables和气体。torreed固体生物质数量范围95% - 65。可以看出温度上升inuence在产品销售超过较长停留时间这意味着反应性的生物质1或2 h后变得较小。可以看出,以防松更volatiless形成相比,桦树和稻草。然而,林中生涯不同torreed行为研究了生物质来源相对较小。 表2给出了质量和能量平衡的数据表1和图6所示的礼物的整体质量和能量平衡实验2。结果表明几种有机(acid)可压缩的挥发物形成如乙酸、糠醛、甲酸、甲醇、乳酸和苯酚。少在250 C挥发物相比形成tor - refaction在250 C 300 C也torreed木能量密度比torreed木材生产在300 C,主要是因为醋酸和其他有机物在高温下形成的。不凝挥发物CO2和CO等是主要的气体产品。 图6表明,这取决于温度、固体torreed产品含有95%(250 C)和79%(300 C)的能量输入的基础上,求得2。能量的1.1和1.19决心densications torreed木材与原木的两个实验。可以看出老爹派系略吸热过程在不同的反应条件。在图7(7、25)inuence不同的干燥条件(反应温度和停留时间)其他生物质能源densication显示流。能源densication数字不同秸秆颗粒1.00和1.00之间为芒草1 torreed 280 C 3 h。干燥过程中的一个重要参数是反应热。大部分文学不直接考虑反应热,而是一个通用的热裂解。的报道值木材、纤维素、半纤维素和木质素千差万别据Rousset33。据报道,木材的热解热变化之间2300 kJ /摩尔(放热)和450焦每摩尔(吸热),510和120 kJ /公斤纤维素455和79 kJ /公斤的木质素和半纤维素363和42的kJ /公斤。公园等。34研究试验,记录在木材热解传热传质过程。他得出结论,吸热和放热教育,已经观察到,然而,这一行为的解释signicantly不同。 范德Stelt35分析了老爹的能源平衡-派系的山毛榉木,发现随着反应温度烘焙过程变得不那么吸热或放热。已经发现的反应热1500 kJ /公斤之间生物量(吸热)和1200 kJ /公斤生物质(放热)。乙酸的形成和其他有机物inuence最高能量平衡。 干燥过程的能源efciency通常报告的净热过程efciency能源产量之间的比例的产品和总能量(原料加上流程输入)36。一些研究表明,实现商业烘焙efciency的90%,但最有可能的场景会流程efciency低的80%,根据空间真正的生物质原料的内容。热efciency干燥可以增加了使用过程中产生的气体和液体产品的干燥过程热作为能源。2.4粒径减少 现有携入的雪gasication,目前用于煤炭、小粒径是必要的。生物质资源有一个顽强和brous结构使它而difcult磨和适用于现有的煤炭co-ring红色电台或其他粉系统。如今大能源消费需要得到小粒径的典型的生物质,如木材。干燥是一种技术,提高生物质资源的可磨性。荷兰能源研究中心研究了几个(木质)生物质原料的易磨性,torreed生物质和煤。大小减少实验表明,研磨所需的功耗torreed生物质可以减少80 e90%与未经处理的生物质相比20。 在图8中所需的功耗磨几个样品生物量小颗粒。大小减少实验对煤炭、torreed woodcuttings(C),柳树(W)和拆除木(D)对不同干燥条件(温度和停留时间)和湿woodcuttings,柳树和拆除木头。结果表明可磨性的功耗老爹- ed生物量减少,而煤炭。阿里亚斯等。32也研究了干燥的inuence木质生物质能的易磨性和反应。 易磨性研究使用切磨,之后的粒度分布torreed生物质干燥后评估240年温度政权e280 c用于确定不同的筛分数的影响铣削的粒度和粒度分布。结果表明,有一个改善的可磨性特征torreed生物质。粒子的比例最小的筛分粒度增加干燥后。 布里奇曼等。37相比,他们的研究的inuence干燥易磨性行为两个能源作物,即柳树和禾本科属一类的。未经处理的生物量和生物量torreed低温显示非常贫穷的折磨的能力。然而,易磨性signicantly改善后更严重的干燥条件吃温度较高。这干燥处理后的生物质原料易磨性行为与展示煤而torreed芒草比torreed柳树容易磨。此外torreed mis的粒度分布,眼角可比的模样的煤。 松树芯片和日志残留的研磨实验是由Phanphanich和摩尼38。他们发现磨削能量torreed生物量减少至24千瓦小时/ t干燥后在300 c . Specic磨torreed生物质能源消耗是降低10倍torreed木屑和6倍torreed日志残留。线性的specic grindingenergy消费下降随着干燥温度的增加。3。3.1干燥动力学和机理。 介绍干燥的机理是基于三个主要的生物质组件的反应性,即半纤维素。其他两个组件(纤维素和木质素)反应在较低温度范围200 e300 c .较低的稳定的有机化合物,是高度不稳定的在低温等大多数的食物包含扩展的淀粉39。由于这些不同的分数生物质在不同条件下可以分解在不同的方式。生物质干燥可以分为四个阶段:水分蒸发,半纤维素分解,分解木质素和纤维素分解20。 任何热化学液化作用形式的主要一步转换过程涉及生物质材料由于生物质材料包括挥发性分数大约80%和80%固体碳质残留物,即char和火山灰,分别40。干燥生物质所涉及到的一些反应,一个复杂的机制。分解生物质实际上是一组反应同时发生,最好可以描述复杂的动力学模型。 知识的三个主要混合涂料的干燥nents纤维素,半纤维素和木质素是重要的基本基础了解烘焙。如果温度上升至200 C半纤维素开始有限的devolatilasation和碳化(生物质开始成为布朗)。半纤维素分解成挥发物和char-like固体产品。广泛的液化作用发生在温度达到约250 e260 C。在这个温度范围也略有木质素和纤维素分解,不会导致胃镜质量损失。铁等。25提到在100 Cfurther加热去除化学界水干燥后由于热缩合反应,发生在温度超过160 c。在这个温度还CO2的形成开始。而不同的生物质资源包括各种裂缝分析,半纤维素,木质素和纤维素反应性的变化中可以找到这些资源。伯格曼等。20,甚至半纤维素的反应性很大程度上取决于其分子结构,这样一个大的区别是观察落叶与针叶木之间。干燥落叶木devolatilization和碳化导致比干燥的原始木材10。纤维素的解聚作用被认为是另一个重要的一步分解机制26。 这发生在温度低于200度,被认为是生物质能的主要原因失去其韧性和结构也通过这种反应。半纤维素的反应性的差异,纤维素和木质素的原因区分两个不同的烘焙政权,陈和郭41所提出的。光干燥发生低于240 C和性格是由胃镜半纤维素的分解,而纤维素和木质素只是略有影响。发生严重的老爹派系超过270 C和特点是通知能够对纤维素和木质素的影响。干燥实验进行了四种生物质材料,包括竹子、柳树、椰子壳、木。光之间的差异和严重的干燥是竹子和柳树的最明显。所有生物的基本成分,即半纤维素、纤维素和木质素,反应在干燥独立和不显示协同效应,所观察到的陈和郭42。这个结论从比较干燥实验进行英蒂-守寡的组件,包括半纤维素、纤维素、木质素、木聚糖、葡聚糖和co-torrefaction这些单个组件的混合。在宽的温度范围230 e290 C的重量损失blendes非常接近线性叠加的个体样本表明联合干燥没有协同作用。 3.2。减肥动力学模型和动力学 生物质分解的动力学描述了各种动力学模型(43、44)。Simplied模型被广泛的使用,因为在生物质热解反应发生。 所有这些模型都是基于三种不同的生物量模型组件的分解,即半纤维素、纤维素和木质素,是用来推导出阿伦尼乌斯因子和活化能。大部分的分解动力学是基于动态条件,但干燥过程是假设在等温条件下操作。热解(所以低温烘焙政权)的基本模型是Broido eNelson BroidoeShazadeh模型45和46。的Broido eNelson方法(图9)是一种纤维素热解模型,单个步骤分解。唯一的终端产品的形成是考虑到这个模型。在Broido eShazadeh模型(图10)多步cellu失去分解是考虑。几个intermediate步骤描述纤维素的热解动力学(A)为中间或最终产品和不稳定的焦油。也Koufopanos et al。(47)开发了一个模型(图11)来描述的热解生物质。 在这个模型中更多的公司美信可以找到一个中间步骤。后一个中间产品在不同的方式形成气体和挥发物从char形成的反应。普林斯等。10总结的主要动力学方案,可以发现在文学四个不同的机制,如图12所示。不同的机制不同数量的中间步骤和相关的反应也不同的反应常数(k1、k2、k3等等)可以确定。可以找到大量的信息对所有这些生物质和木材分解及其相关动力学模型。动力学和模型主要处理informa,热解温度范围300 c以上良好的概述是由Di布拉西43。细分已经由一个或多组件的主要热解,二级反应和多步骤的机制。典型的干燥动力学的信息是由Prins et al .10。减肥期间动力学柳老爹派系使用两级分解模型来描述迪布拉西和Lanzetta44可以看到在图13。生物质分解在一个中间产品B difcult沙地和挥发物V1形成。这中间产品分解nal字符C和其他挥发物V2。第一步骤是基于半纤维素分解和第二阶段代表了纤维素分解。两个步骤激活能量的76.0和151.7焦每摩尔,分别和pre-exponentional因素2.48 104和1.10 1010公斤kg1 s1,分别为柳树作为生物质资源被发现。Di布拉西发现激活能量76.0和143 kJ /摩尔的分解步骤9。 普林斯等。10得出结论,可以准确地描述干燥动比较三种现象学模型来描述木材干燥的减肥一批飞行员旋转窑提出了Repellin et al .48。应用作者提出的简单方程模型描述木材分解Permadi49,上面提到迪Blasi-Lanzetta模式44,和Rousset模型50相结合Di Blasi-Lanzetta模型半纤维素分解与Broido eShazadeh模型46纤维素分解。 山毛榉和云杉的干燥实验进行芯片的温度范围160 e300 C和所有三个模型研究了在这项研究中一系列动力学参数是国际化程度,需求情况。力学两步机制。皇家莎士比亚剧院一步是速度比第二个,这样划分的时间可以被发现。划分时间的时候第一反应是nished和第二个开始。一个好的减肥实验和建模数据之间的协议使用生物质资源的获得。然而,简单的模型和Di Blasi-Lanzetta模型预测更高的反应性比云杉山毛榉而Rousset模型显示了更高的反应性比山毛榉云杉4技术应用。4.1球形化 粒化通常知道各种生物质资源不同组成和行为粒化纤维素生物质是不稳定的中间处女生物质k1气体和挥发物k2 k3 Char图11 e Koufopanos模型47。图12 e各种生物质分解动力学模型。图13 e两个阶段由Di布拉西和Lanzetta生物质分解机制。一个有趣的选项来提高生物质特性来获得更多的一致性。Densication通过粒化被认为是一种经过验证的技术改善生物质特性转换成热量和力量。丸torreed生物质有吸引力对于热值,可磨性、燃烧性质,储存,运输和处理,使他们有吸引力的替代现有的煤炭发电厂。荷兰能源研究中心(ECN)(20日26日27日)开发所谓BO2过程(在最初的文学也称为顶部过程)与torreed生物质颗粒处理。相比non-torreed丸BO2颗粒显示更好的疏水行为,强度和更高的密度。不同颗粒的主要特征如表3所示27。BO2过程结合干燥和粒化,根据图14烘焙引入系统作为一个单元在干燥和粉碎前相比,一个典型的生物质粒化过程20。干燥过程包括几个步骤,如干燥、干燥和冷却。粒化过程由干燥的步骤,大小减少蒸汽举,densication和冷却。结合干燥和粒化过程导致了粒化步骤中引入烘焙和去除蒸汽预处理条件的粒化的步骤。 目前ECN运营着一个高达50 kg / h试验厂wherebiomass球团生产从biomassstreams广泛,如木屑、农作物残留物andvarious残留的食品和饲料加工业51。这些所谓的第二代丸superiorproperties的高能量密度(1.5 e2 conven-tional丸),优秀的可磨性和水resistantnature(消除/减少生物降解andspontaneous加热,并使户外存储)。4.2。干燥和gasication干燥主要是用作预处理技术将生物质升级为更高质量的生物燃料。这种生物燃料可以用于其他转换方法生产生物能源。torreed生物质(木)的主要用途是作为可再生燃料燃烧或gasication。Prins et al。2研究更多的可能性efcient生物质gasica,通过干燥在不同系统;air-blown circu辅助建立床gasication木材,木材干燥和循环建立床gasication torreed木,和木材干燥结合携入的雪gasi -阳离子torreed木头。结合生物质干燥和gasication背后的主要思想是,产生的热量在gasication以蒸汽的形式应用在干燥阶段中恢复过来。干燥的优点作为预处理前gasication相比,三个概念。在图15 ec2提出了三种不同的gasication方案。图15显示了生物质(木)gasication循环建立床(CFB)。循环流化床gasier操作低于1000 C大气条件,以避免灰软化和融化的问题。空气作为气化介质。蒸汽出口在280 C 45条。图15 c显示torreed生物质(木)gascation在氧气吹雪gasier夹带。torreed木gasied在非常高的温度。在这些高蛋彩画颜料-温度挥发物会分解为一氧化碳和氢气。据王子等人这种方法避免了有机材料的损失,因为所有产品流gasication系统的有效集成,为syn-gas的生产。 过程建模与阿斯彭加,版本11和估计的主要兴趣是gasication之前修改化学成分的影响。正在使用的其他假设。质量和能量平衡,如表1所示是用作模拟输入。torreed木粉为100毫米的粒子和能量要求,这是10 e20 kWe / MWth这个数量值的3%和3%的燃料在250 C和300 C为干燥低温空气分离使用的电力需求380千瓦时/吨氧气。操作温度950度和1200度C被认为对招标文件和EF gasication,分别。操作压力大气。热产品从gasier气体淬火冷产品气体温度800 c .蒸汽产生部分用于提供加热干燥过程。在图16的整体gasication efciency在不同gasication温度不同的流程计划exergetic基础上显示:air-blown循环建立床gasication木材,木材干燥和循环uidized床gasication torreed木,和木材干燥结合携入的雪gasication torreed木。能源相比,(火用)不仅是考虑到能源的数量,而且能量的质量。(火用)的最大工作可能在一个过程。能源永远不会毁灭,但火用占这一过程的不可逆性发生由于熵的生产。 结果表明,干燥和gasi -阳离子的集成结果转化为更高的(火用)比独立gasication efciency。烘焙融入gasication总是导致干燥固体产品的使用的gasier总是导致efciencies更高。整个ef -熟悉CFB air-blown gasication torreed木材比木材更低,特别是在烘焙温度高时挥发物中含有大量的能量,在这个过程中不使用。Prins et al。2的结论是,“如果gasier中产生的热量用于驱动木托瑞派系反应,化学(火用)保存在产品提供的气体被证明能增加torreed木材和挥发物都引入gasica,过程”。在图17 exergetic efciency显示不同的流程计划2。efciency基于产品气体和蒸汽的(火用)相对于木材的火用燃料。结果表明总体efciency包括贡献(火用)的蒸汽,物理和化学(火用)产品的气体输入火用的IIb我希望b图16 e整体gasication efciency exergetic基础上在不同gasication温度在(a)为不同的流程计划250 C torreed木材和(b)300 C torreed木2木头。干燥在1200 C 300 C结合gasication节约化学(火用)的最高的产品气,最大可能的工作量,可以提供的物质本身。另一方面物理火用只取决于物理压力和温度条件。上述的优点gasication强度与烘焙碎conrmed实验研究。Couhert et al .52进行了gasication实验使用torreed山毛榉木在携入的流(EF)反应堆。正是conrmed烘焙降低生物量和O / C比syn-gas的质量改进。Gasication老爹- ed木多产生7%的氢、20%的一氧化碳和二氧化碳大约相同数量的与原始木材。Deng et提出了一个过程结合了老爹,派系的农业残留物与co-gasication携入的ow gasier煤。这个过程的优点是位置的烘焙工厂接近gasier(常见torreed生物质和煤的铣磨机),使用干燥的可能性在热解反应器天然气作为能源,混合干燥的可能性。 5。经济潜力的干燥步骤 表示生物质利用链中的一个额外的单元操作。随之而来的资本和运营成本,以及转换损失,然而,由储蓄。干燥的优点是特别明显的三个应用程序目前,即携入的雪gasication,小规模在煤粉燃烧使用球团矿和co-ring红色的发电站。 小型燃烧应用、物流和存储是关键领域BO2球有一个竞争优势在普通rst代木球。对于其他两个应用程序特定signicance的上市可磨性,因为它是相当difcult获得正确的与处女生物质颗粒大小和属性。也减少大小是能源密集型的,是低密度生物质长距离的运输。 最近成本估算54ECN烘焙技术的认识表明立场的总资本投资仅75 kton /工厂将在6.1 e7.3 MV。假定的原料是湿的软木芯片。植物由传统转鼓干燥生物质,ECN烘焙技术和传统的研磨设备和制粒设备。没有原料制备干燥前(如碎屑)包括在内。 75 ktonne /生产速度(设计),总生产成本计算在37 V /吨产品(2.0 V / GJ),生产从原料含水率为35%。在含水率50%和25%这是50 V /吨(2.6 V / GJ)和34 V /吨(1.9 V / GJ)的产品,分别。空间真正的内容是最inuential干燥过程的参数,因为它主要决定过程的能量输入。这些数据代表了干燥过程中,添加成本假设零成本的生物质原料。生物量、ECN烘焙技术和传统的研磨设备和制粒设备。没有饲料,备料(如碎屑)干燥之前包括在内。 表4总结了经济分析的主要结果进行比较的4例,传统成球。的主要成本项目总投资(TCI)和总生产成本(TPC)。虽然折旧和nancing项目有助于TPC、他们也总结了individu盟友,因为这些物品可能在贴现现金雪分析区别对待。表5显示了干燥技术的规模经济的重要性。这些经济特征明显提供机会实现手提biomass-to能源链。 最近的一项研究55还包括一个老爹派系和其他预处理的比较选择的生产液体燃料通过携入的雪gasication和费舍尔eTropsch过程。其主要结论是,预处理价格cantly增强合成反式- - -它们的经济可行性燃料,预处理的选择研究中,干燥的优势快速热解和传统的成球。评估的主要结论十各种biomass-to-liquids生产路线是,海外干燥是最具吸引力的前处理技术。这个预处理步骤相关的额外投资不到相关的物流成本降低。这种观点是支持的一项研究对预处理技术,及其对国际生物能源的影响供应链物流56。指出老爹派系预处理技术似乎是一个非常有前途的选择最小化物流成本和能源消耗为长途运输生物能源。连锁分析这项工作包括当地生物质生产、中央采集,预处理,导出和导入termi - nals和功能转换单位。nal转换方法认为费舍尔eTropsch(英尺)通过生物质燃料和电力生产整体gasication联合循环(BIGCC),燃烧和联合环。能源作物生产在拉丁美洲被运送到了荷兰。的成本交付生物质BO2球团矿和球团矿的形式是3.3 V / GJ和3.9 V / GJ,分别。这包括生物质来源、运输和预处理。运输torreed颗粒多比球便宜。交付液体能源运营商一个中间港口比固体torreed丸更贵。生物油不同的交付成本4.7和6.6 V / GJ包括生物质生产、运输、存储和预处理。提供电力的电力成本至少4.4 V /千瓦时从现有co-ring BIGCC植物和4.6 V /千瓦时。它也表明,规模经济中扮演一个重要的如此更在预处理成本中的作用。干燥和颗粒ization能力超过40 MWth没有获得更多的经济规模。规模19 MWth交付成本增加16%。 得出干燥结合成球从经济和能源供应链最优efciency角度来看,BO2供应转换成英尺液体是最佳的合成燃料生产链和BO2供应转化为权力通过BIGCC或现有co-ring设施最优链。各种生物质预处理流程,增加能量密度生物质原料用于Biomass-to液体(线下)技术比较Magalhaes et al。57。这些过程包括旋转锥热解、建立床反应器热解和干燥结合颗粒ization(上)技术。在这项研究中生产的技术经济评估费舍尔eTropsch从生物质燃料种植在欧洲执行。经济评价表明,线下的干燥技术是最具成本效益的工厂位于荷兰的1000 MWth合成天然气。此外,表示ronmental评估所有上述预处理技术表明,干燥也在这种情况下最环保的技术方面的二氧化碳避免。6。结论一些生物属性,尤其是高O / C比和difculty小粒度,为科技nological应用生物质形式问题。烘焙poten -钛铝合金已经成为一个重要的生物质预处理技术,所以提高高质量的生物质固体燃料具有良好的特征在能量密度、同质性、可磨性和疏水性的行为。干燥的主要优势是提高能量密度和磨的能力。进一步研究动力学建议在大规模获得反应堆设计所需数据。还建议对产品特性的进一步研究。粒化、生物降解和尘埃形成的固体生物质需要更多的关注。结果表明,干燥提供efciency优势当携入的ow gasi之前作为预处理步骤。参考文献：1国际能源机构。2006年世界能源展望;2006年2Prins MJ,Ptasinski KJ,詹森FJJG。更多efcient生物质gasication通过干燥。能源2006;e70 31(15):3458。3Prins MJ,Ptasinski KJ,詹森FJJG。从煤到生物质gasication:热力学efciency的比较。能源2006;e59 32(7):1248。4Prins MJ,Ptasinski KJ,詹森FJJG。能源和碳的氧化和gasication(火用)分析。能源2005;30(7):982 e1002。5赫尔曼。量化全球(火用)的资源。能源2006;e702 31(12):1685。6Arcate JR . Torreed木头,一个增强木材燃料。6生物能源;2002。爱达荷州博伊西;e26;2002年9月22日。7Pach M,Zanzi Z,Bjornbom Torreed生物质替代木柴和木炭。6日Asia-Pacic国际研讨会于2002年燃烧能源利用率。印度科学研究所的8项目完成干燥的竹子,http:/cgpl.iisc.ernet。在2006年,。9Feli FF,Luengo CA,苏亚雷斯10Prins MJ,Ptasinski KJ,詹森FJJG。干燥的木头:第1部分。减肥动力学。J肛门热解2006;77(1):28 e34。11Prins MJ,Ptasinski KJ,詹森FJJG。干燥的木头:第2部分。分析产品。2006年J肛门热解;2006(1):35 e40。皮埃尔F12阿尔梅达G,布里托乔Perre p . Inuence烘焙一些化学和能源海上松树和有梗的橡木的属性。仅次于BioResources 2011;6(2):2011。13陈W-H、许hc林路K-M,李W-J,T - c .热预处理的木材(柳安木)块干燥及其inuence生物量的属性。万国宫e21能源2011;(5):3012。14Uemura Y,奥马尔WN Tsutsui T,Yusup某人烘焙油棕的废物。燃料2011;e91 90(8):90。15Hakkou米、Petrissans米,陷入情网,Zoulalian a调查真菌热耐久性的原因榉木色处理。石油Degrad刺2016Windeisen E,Strobel C,韦格纳g .化学变化在thermo-treated山毛榉木材的生产。木材科学工艺2007;e36 41(6):523。 17Sundqvist B,Karlsson O,Westermark美国formic-acid和醋酸浓度测定中形成热液治疗白桦木材和色彩的关系,强度和硬度。木材科学工艺2006;e61 40(7):549。18Tjeerdsma男朋友,Boonstra米,Pizzi,Tekely P,Militz h .描述热modied木:分子木材性能改善的原因。Holz als卢武铉- 1998和材料;e53 56(3):149。19Rousset P,Perre P,吉拉德P . Modication杨树木材的传质性能(P .罗布斯塔)在高温热处理。Holz als卢武铉和材料2004,62(2):113 e9。20伯格曼PCA,Boersma基于“增大化现实”技术,即RWR,基尔JHA。干燥在现有生物质co-ring coal-red权力22资产阶级Guyonnet r表征和分析torreed木头。木材科学工艺1988;e55 22(2):143。23资产阶级、巴氏MC Guyonnet r .热处理木材;分析获得的产品。木材科学技术1989;23(4):303 e10汽油。24李,吉福德J .评价木质生物质干燥。森林Res;2001年。Roturua;新西兰。25,铁Vigouroux V,格林,Zanzi z烘焙的农业和森林残留物。Cubasolar;2004。4月12日e16,关塔那摩,古巴。26伯格曼PCA,Boersma AR,基尔JHA,普林斯MJ,詹森FJJG Ptasinski KJ。干燥的携入的雪gasication生物量。报告ecn - rx - 04 - 046。佩,荷兰:ECN;2004年。27伯格曼PCA。联合干燥和粒化:顶部的过程。报告ecn - c - 05 - 073。佩,荷兰:ECN;2005年。28小象素,伯格曼PCA。Torwash:证据的原则。报告ecn -