生物质通过快速裂解制取液体燃料是利用生物质能的有效途径之一.裂解产品生物油是清洁可再生的绿色能源.本文建立了以旋转锥反应器为主体的生物质快速裂解工艺系统.旋转锥反应器是一种新型反应器,对生物质的传质传热速率高,转化率高,油产品质量高,反应器结构紧凑,大大减少了装置的容积,同时减少了冷凝器的负荷以及装置的成本.实验研究表明该技术具有可行性,为生物质的高品位能源的转化技术探索了新的途径.在系统处理量为5kg/h的条件下,对该裂解工艺进行物料衡算和热量衡算,可产生生物油3.448kg/h,不可冷凝气0.739kg/h,炭0.739kg/h,灰分0.074kg/h,同时确定了反应器锥盘的体积为6L;通过热量衡算得出了电加热功率为10kW.设计了生物质快速裂解工艺系统装置,主要包括旋转锥反应器、加热系统、控温系统、分离器、进料系统、冷凝系统、吸附装置.加热方式采用电加热,电功率为10kW;为保证可冷凝的有机蒸汽彻底冷凝,设计了两级冷凝器.以木屑为原料,石英砂为热媒,对裂解反应中的七个主要因素,即温度、锥盘转速、真空度、物料粒径、进料速率、物料含水率、热媒(石英砂)量进行单因素改变实验研究.实验结果表明:在温度550℃,锥盘转速105r/min,真空度0.08Mpa,粒径在0.5mm以下,含水率为8.2%,进料速率4kg/h,热媒量1200g时,生物质裂解产油率最高为53%左右.裂解产生的生物油一般为深棕色流相液体,含水率在50%以上,密度为1.10~1.19g/cm<2>,pH为3.1~4.5,粘度为0.003~0.020Pa.s,高热值为16.93~24.31MJ/kg,具有强烈的刺激性气味.采用常压分馏对裂解产品生物油进行分离,分离后的轻油部分采用GC-MS进行组分分析,主要的组分为甲醇、乙醇、1,3-丙二醇、正己烷、甲苯、苯酚类、环戊酮、萘等;对重油(类似沥青物质)采用红外光谱仪对其组分进行分析,主要组分为芳香族、烯类、醇或酚、取代苯类、胺、脂肪族.