快速热解作为一种生物质到液体(BtL)转化技术，一段时间以来引起了人们的浓厚兴趣，有许多实验室、试点和示范项目。其吸引力在于，几乎任何种类的生物质都可以转化为能量密集、可运输和储存的生物油。实际上，商业化的工厂很少。这种情况可能会随着Empyro——欧洲首个商业化多代快速热解工厂——的热佣金而改变。
25 MWth Empyro BV快速热解工厂位于荷兰亨格洛的一个工业园区，是一个舒适而不显眼的建筑，毗邻规模更大的阿克苏诺贝尔盐厂。除了荷兰土地开发成本高之外，还有一个原因。
后欧盟项目
该工厂是欧盟联合资助的EMPYRO合作研究项目的最终成果，该项目在第七框架计划下从2009年到2013年运行。该项目的主要目标是建立和演示一个商业规模的多联产热解装置，以生产电力，并从木质生物质中处理蒸汽和生物油。
- BTG BioLiquids BV和Empyro BV董事总经理Gerhard Muggen在访问期间透露，欧盟项目本身是两个主要发起者的长期战略的合并:热解技术开发商生物质技术集团BV (BTG)和化学工业巨头阿克苏诺贝尔工业化学公司。
成立8个合作伙伴的财团是为了收集达到项目目标所需的所有补充专门知识。Bruins & Kwast Recycling, BTG, BTG BioLiquids, Stork Thermeq, HoSt和Amandus Kahl提供了工艺技术，Jan Rusaas建模和优化了裂解油的燃烧。阿克苏诺贝尔公司是Empyro工厂生产蒸汽的工业最终用户。未来的计划包括使用从裂解油中提取的有机酸，如乙酸，BTG正在进行其他研究。最后，BTG BioLiquids BV的另一家子公司Empyro BV负责项目后的工厂运营和开发。
模块化设计
-整个裂解装置由模块或滑块组成，像标准集装箱一样运输。Muggen说:“这些都是在我们的制造合作伙伴Zeton的车间里建造、组装和测试，然后拆卸运输到工厂现场。”
所有需要的是现场基础，在此基础上重新组装滑板，形成一个独立的结构。根据Muggen的说法，这种模块化的方法可以实现快速的现场施工，让客户有机会看到工厂，并在现场建造之前进行任何修改或调整。事实上，从Empyro建筑工地的现场视频片段显示，从第一块防滑块到达混凝土地基，最后一块防滑块添加到混凝土地基大约8天。
-在客户现场建造之前，让客户对它进行正确的审查，这对各方来说都是更多的时间和成本效益。Muggen说:“Zeton距离我们的办公室和研发设施只有2公里。
原料的准备
快速热解过程通常包括将原料干燥至约6%的含水量，并将其磨成2-6毫米长和1-3毫米厚的颗粒，然后再将其送入反应器。这对于确保快速热解反应和尽量减少最终生物油产品中的水分是必要的。在Empyro的案例中，原料是由卡车运送的木材残渣，预先磨碎并烘干至10%左右的水分含量。Empyro有一份为期10年的供应合同，生物质本身也来自当地。
到达后，生物量被转移到两个200立方米储存筒仓中的一个。从这里进入低温皮带干燥机。在离开干燥机时，水分含量低于6%，材料被转移到主楼内的反应器进料仓。
-热解装置通常可提供足够的余热，使生物质从含水量的40 - 50%干燥到6%以下。我们与阿克苏诺贝尔签订了12年的协议，为其生产过程提供低压高温蒸汽。”
专利旋转锥反应堆
Empyro工艺的核心是BTG-BTL专有的闪速热解改性旋转锥反应器(RCR)。大约20年前，特温特大学(University of Twente)将其作为机械混合的概念进行了研究，随后BTG在1998年在荷兰恩斯赫德(Enschede)的研发设施建立了一个试验工厂，进一步发展了该技术。2005年，BTG在马来西亚建立了第一个每天50吨的商用工厂，使用空水果捆(EFB)作为原料。2007年，BTG成立了子公司BTG BioLiquids，将其改良的rcr热解技术商业化。
与其他流化床反应器的概念不同，在RCR中不需要惰性气体来实现生物质颗粒与热砂床的密集混合。生物质颗粒在热解反应器底部附近被送进，同时还有500o C的多余流砂，作为循环的热载体材料。生物质和沙粒在热解反应器内混合，转化为热解油蒸汽、气体和半焦。
-反应的停留时间是2秒，因此闪光而不是快速，Muggen解释道。
产生的蒸汽和气体经过几个旋风分离器，从蒸汽和气体中分离出固体、焦炭和沙粒，然后再进入冷凝器。在这里，蒸汽被再循环的生物油浓缩。砂和焦炭被转移到一个专门设计的流化床燃烧室，在那里空气被添加到燃烧焦炭和重新加热砂。然后热砂被运送回反应堆关闭回路。燃烧室的烟气经过旋风分离器和袋式过滤器去除颗粒，然后与来自冷凝器的未浓缩蒸汽混合，在加力燃烧器中燃烧。热回收蒸汽发生器和加力燃烧器为西门子汽轮机提供高温蒸汽，涡轮后的蒸汽供应给阿克苏诺贝尔和带式干燥机。
定义商业规模
Empyro工厂的连续过程设计能力是每小时将5吨木质生物质转化为3.3吨热解油、4.5兆瓦蒸汽和435千瓦电力，考虑到热和电的自耗。这是刻意的商业规模。
-在技术上可以建造更大的单位，我们改进的RCR的紧凑设计使规模扩大到更大的容量直接。一个每小时10吨的工厂设计只是一个复制单元的问题。如果需要更大的产量，那么可以在级联中建立额外的工厂，保持低的资本支出，并在第一个装置运行后获得收入，Muggen评论道，并补充说，比原料生物质原料更好的是运输更远的距离生物油。
从理论上讲，不同的机组可以在不同的原料上运行，如果一个工厂需要退役或搬迁，使其成为一个更流动的资产，拆卸一个机组似乎相对容易。
根据Muggen的说法，由于旋转锥过程的简单性，与其他需要更大的下游设备和在某些情况下符合ATEX要求的热解技术相比，投资成本可以大大降低。
- Muggen说，根据当地条件，利用生物质和石油、热、电可以达到85% - 90%的能源效率。
使物价稳定生物
全球主要乳制品生产商FrieslandCampina已同意签订一项为期12年的80- 100%裂解油承销协议，允许Empyro向其他第三方提供测试量。生物油与化石气在Stork Thermeq蒸汽锅炉中进行联合燃烧。
-使用这种高质量的单相生物油作为燃料是第一步。Gerhard Muggen表示，BTG正在考虑其他下游加工，如有机酸提取，并进一步提炼为可再生燃料和化学品。
