從對微波生物質(zhì)熱解的加熱速率和完成反應(yīng)所用時間的角度來看,微波生物質(zhì)熱解工藝基本上可以分為兩種類型:一種是慢速熱解,一種是快速熱解。在快速熱解中,當完成反應(yīng)時間甚短(<0.5s)時,又稱為閃速熱解。根據(jù)工藝操作條件,生物質(zhì)熱解工藝又可分為慢速、快速和反應(yīng)性熱解三種。在慢速熱解工藝中又可以分為炭化和常規(guī)熱解。
慢速熱解(又稱干餾工藝、傳統(tǒng)熱解)工藝具有幾千年的歷史,是一種以生成木炭為目的的炭化過程,低溫干餾的加熱溫度為500~580℃,中溫干餾溫度為660~750℃, 高溫干餾的溫度為900~1100℃。將木材放在窯內(nèi),在隔絕空氣的情況下加熱,可以得到占原料質(zhì)量30%~35%的木炭產(chǎn)量。
快速熱解是將磨細的生物質(zhì)原料放在快速熱解裝置中,嚴格控制加熱速率(一般大致為10~200℃/s)和反應(yīng)溫度(控制在500℃左右), 生物質(zhì)原料在缺氧的情況下,被快速加熱到較高溫度,從而引發(fā)大分子的分解,產(chǎn)生了小分子氣體和可凝性揮發(fā)分以及少量焦炭產(chǎn)物。可凝性揮發(fā)分被快速冷卻成可流動的液體,成為生物油或焦油,其比例一般可達原料質(zhì)量的40%~60%。
與慢速熱解相比,快速熱解的傳熱反應(yīng)過程發(fā)生在極短的時間內(nèi),強烈的熱效應(yīng)直接產(chǎn)生熱解產(chǎn)物,再迅速淬冷,通常在0.5s內(nèi)急冷至350℃以下,最大限度地增加了液態(tài)產(chǎn)物(油)。
常規(guī)微波生物質(zhì)熱解是將生物質(zhì)原料放在常規(guī)的熱解裝置中,在低于600℃的中等溫度及中等反應(yīng)速率(0.1~1℃/s)條件下,經(jīng)過幾個小時的熱解,得到占原料質(zhì)量的20%~25%的生物質(zhì)炭及10%~20%的生物油[7~9]。
慢速熱解(又稱干餾工藝、傳統(tǒng)熱解)工藝具有幾千年的歷史,是一種以生成木炭為目的的炭化過程,低溫干餾的加熱溫度為500~580℃,中溫干餾溫度為660~750℃, 高溫干餾的溫度為900~1100℃。將木材放在窯內(nèi),在隔絕空氣的情況下加熱,可以得到占原料質(zhì)量30%~35%的木炭產(chǎn)量。
快速熱解是將磨細的生物質(zhì)原料放在快速熱解裝置中,嚴格控制加熱速率(一般大致為10~200℃/s)和反應(yīng)溫度(控制在500℃左右), 生物質(zhì)原料在缺氧的情況下,被快速加熱到較高溫度,從而引發(fā)大分子的分解,產(chǎn)生了小分子氣體和可凝性揮發(fā)分以及少量焦炭產(chǎn)物。可凝性揮發(fā)分被快速冷卻成可流動的液體,成為生物油或焦油,其比例一般可達原料質(zhì)量的40%~60%。
與慢速熱解相比,快速熱解的傳熱反應(yīng)過程發(fā)生在極短的時間內(nèi),強烈的熱效應(yīng)直接產(chǎn)生熱解產(chǎn)物,再迅速淬冷,通常在0.5s內(nèi)急冷至350℃以下,最大限度地增加了液態(tài)產(chǎn)物(油)。
常規(guī)微波生物質(zhì)熱解是將生物質(zhì)原料放在常規(guī)的熱解裝置中,在低于600℃的中等溫度及中等反應(yīng)速率(0.1~1℃/s)條件下,經(jīng)過幾個小時的熱解,得到占原料質(zhì)量的20%~25%的生物質(zhì)炭及10%~20%的生物油[7~9]。