【摘 要】
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高炉渣是钢铁生产过程的主要副产品，每生产1吨生铁要副产0.3—0.6t的炉渣，温度高达1500℃左右，含热量丰富，每吨渣约含有（1.26—1.88）×106kJ的显热。现如今的生物质能资源利用技术
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高炉渣是钢铁生产过程的主要副产品，每生产1吨生铁要副产0.3—0.6t的炉渣，温度高达1500℃左右，含热量丰富，每吨渣约含有（1.26—1.88）×106kJ的显热。现如今的生物质能资源利用技术已成熟，但利用的过程中生产成本高，能耗大是制约生物质能工业化生产和应用的主要瓶颈，而炼铁高炉渣所具有的温度和热量，恰好满足生物质热解工艺的要求，为生物质能的生产提供“免费”热源。基于此，本文探讨利用高温炉渣的余热来热解生物质。通过干法离心粒化技术将液态高炉渣制备成高温的液—固过渡态高炉渣颗粒，作为热载体在旋转锥反应器内通过直接接触加热生物质使其热解制取生物油。本文在掌握高炉渣颗粒和生物质颗粒在旋转锥反应器内运动规律的基础上，对颗粒间的传热规律进行研究，建立各传热方式下的传热模型，并将多个传热模型进行综合，形成总的传热模型。对高炉渣热解生物质的反应动力学进行研究，利用陶粒和高炉渣分别热解生物质做了对比实验，在温度区间相似的情况下，利用高炉渣余热热解生物质反应的过程中，反应活化能比较小，反应更容易发生，相比而言陶瓷球热解生物质的频率因子较高，反应速率较慢。以高炉渣为热载体，利用改进后的以旋转锥反应器为主体的生物质热解制生物油系统进行了热解实验，结果表明：不同种类的生物质热解后制取的生物油在理化特性上差别较大，其中秸秆生物油密度比红松生物油密度小；秸秆生物油的pH值较大，而白松生物油和落叶松生物油的pH值较小；高炉渣温度升高使生物油产率先升高再降低；高炉渣粒径越小热解产物中生物油的产率越大；生物质粒径越小对生物油的生成越有利；旋转锥反应器的转速为7Hz时生物油产率最大。本文对高炉渣的催化特性也进行了验证：高炉渣中含有CaO—MgO的络合物，以高炉渣为热载体能显著提高气体产物中H2和CO含量。
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