低重焦油生質廢棄物快速裂解反應系統開發

生質廢棄物無氧環境下裂解產生合成氣(氣)、生質油品(液)與焦炭(固)三態產物。產物之比例受加熱速率影響極劇，若生質廢棄物於500-520ºC進行「快速裂解」(加熱時間小於1秒)，液態生質油品產物比例可達生質廢棄物(on dry basis)之70-80 wt%，且產物熱質高達17 MJ/kg，深具做為替代燃料之潛力。但如何於極短時間內裂解生質廢棄物且生成高品質生質油品，實為一大難題。申請人今年6月至8月於日本九州大學先導物質化学研究所暨炭素資源國際教育研究中心Jun-ichiro Hayashi教授兼主任研究室擔任訪問教授。該實驗室為褐煤與生質廢棄物裂解與氣化反應系統開發之國家重點實驗室。針對彼此專長，雙方進行共同開發議題擬訂，本計畫即針對共同開發目標而擬定。 Hayashi教授實驗室採用螺旋式裂解反應器以易穩定推進生質廢棄物，同時以批覆鉀鹽之焦炭為重焦油裂解觸媒，以高質化生質油品。本計畫將採用流體化床之快速熱傳特性進行生質廢棄物之快速裂解，同時在系統中填入重焦油裂解觸媒，期能產出低重焦油、高生質油品組成之產物。 本三年期計劃包含(1)生質廢棄物流體化床裂解反應器之設計與裝置；(2)應用不同熱傳係數與批覆鉀鹽之焦炭為床質，進行生質廢棄物裂解反應；(3)進行生質廢棄物粒子於流體化床中裂解反應之模擬。計劃第一年建立流體化床裂解反應系統，使生質廢棄物得以連續進入流體化床進行裂解反應，並於床上方收集及分析氣、液、固相產物；計畫第二年與第三年，一方面使用不同熱傳係數與批覆鉀鹽之焦炭為床質，研究加熱速率、床質組成(如石英砂與焦炭之組成比例)、反應器溫度、流態對生質廢棄物裂解反應產物組成的影響，另一方面以計算流體力學CFD考量流體化氣體，以離散元素法DEM考量熱媒介質(固相1)與生質廢棄物顆粒(固相2)之運動，以合作九州大學Professor Norinaga之反應模型考量離散相生質廢棄物之裂解反應，進行計算流體力學-離散元素法-反應動力學之三方偶合之模擬研究。

系統編號:PB10207-1924
原計畫編號:NSC102-2221-E182-051